Машинист крана-манипулятора 6-го разряда
Назначение, устройство башенных кранов
Грузоподъемные краны занимают ведущее место в системе машин для механизации строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. Объектами использования по назначению грузоподъемных кранов являются практически все строительные площадки, производственные корпуса (цехи) и склады предприятий.
Краны относятся к грузоподъемным машинам цикличного действия. Их рабочий процесс состоит из отдельных чередующихся циклов, включающих в себя рабочие и вспомогательные периоды. Они обеспечивают обслуживание большой площадки рабочей зоны, равной двойному вьmету (башенных, пневмоколесных и гусеничных кранов) и ходу грузовой тележки (козловых и мостовых кранов), умноженному на длину подкрановых путей. Переход предприятий промышленности и строительных организаций на рыночные отношения обусловливает повышении конкурентоспособности грузоподъемных кранов и качества их эксплуатации. На развитие конструкций кранов оказывают влияния изменения в конструктивно-планировочных решениях и технологии строительства зданий и сооружений. Увеличиваются объемы строительства зданий в сборно- монолитном, кирпично-монолитном, комплектно-блочном исполнениях, что вызывает необходимость совершенствования эксплуатационных качеств грузоподъемной техники.
Для увеличения мобильности кранов применяются современные способы их монтажа, демонтажа, транспортирования, подготовки к эксплуатации. Неотъемлемой частью организационно-технологических решений на объектах использования кранов по назначению стали проекты производства работ и технологические карты, применяемые в
соответствии с требованиями
“Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ 10-382-00” (далее сокращенно – ПБ 10-382-00):
https://disk.yandex.ru/i/X5wZyX9mzMztZw
Развитие конкурентоспособности грузоподъемных кранов сопровождается усложнением их конструкции, а эксплуатация таких машин становится дороже использования моделей предыдущих поколений и требует высокой квалификации обслуживающего персонала, в первую очередь машинистов (крановщиков). этом возрастает значение инициативы и предприимчивости, самостоятельности и ответственности в безопасном управлении и производстве работ кранами.
Назначение, классификация, индексация, основные параметры и технические характеристики башенных кранов
Грузоподъемные краны относятся к машинам цикличного (периодичного) действия. Работа, совершаемая грузоподъемным краном, состоит, как правило, из следующего ряда операций цикла:
• захват груза;
• подъем и перемещение его к месту укладки;
• опускание;
• отцепка от грузозахватного органа (грузозахватного приспособления);
• возврат грузозахватного органа в исходное положение для повторения операций.
Благодаря возможности сочетания этих операций в определенной последовательности грузоподъемные краны обеспечивают выполнение монтажных и погрузочно-разгрузочных работ на объектах использования по назначению (объектах применения). Массовое применение в различных отраслях промышленности и строительном комплексе получили краны башенные, козловые, мостовые, гусеничные и пневмоколесные.
Башенный кран (рис. 1.1) – кран поворотный со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни. Имея Г -образную компоновку, башенный
кран полностью охватывает строящееся здание и обеспечивает подачу материалов и конструкций в любую точку внутри периметра этого здания. Машинист (крановщик) управляет рабочими механизмами крана из кабины 4, которая, как правило, находится у оголовка 3 башни. Кран выполняет следующие движения:
- подъем-опускание груза;
- изменение вылета (т. е. изменение положения крюковой подвески 1 относительно оси вращения крана);
- поворот и передвижение крана
Сочетание этих движений позволяет подавать груз в любую точку строящегося здания, обслуживать территорию склада, разгружать материалы с транспортных средств. Груз поднимают с помощью грузовой лебедки 10, грузового каната и крюковой подвески 1. Поворотная часть крана вращается относительно неповоротного механизма поворота 11 через опорно-поворотное устройство 13.
Башенные краны классифицируют:
- по типу исполнения применяемых стрел;
- конструкции башен;
- способу установки у здания.
По типу исполнения стрел краны бывают с балочной и подъемной (см. рис. 1.1) стрелами. У кранов с балочной стрелой (КБ-403А, КБ-504, КБМ-401ПА) вылет изменяется перемещением грузовой тележки 20 с подвешенным к ней грузом по направляющим балкам неподвижно закрепленной стрелы. У кранов подъемной стрелой (КБ-100, КБ-401) вылет (подъем) изменяется поворотом стрелы относительно опорного шарнира.
На кранах устанавливают башни неповоротной и поворотной конструкции. У кранов с неповоротной башней (КБ-674, КБ-573, рис. 1.1, б) опорно-поворотное устройство размещено на верху башни 23. К поворотной части крана относятся стрела, поворотный оголовок 18 и противовесная консоль 17 с размещенными на ней механизмами и противовесом 15, уравновешивающим кран при работе.
У кранов с поворотной башней и подъемной или балочной стрелой (КБ-100, КБ-403, КБ-504, рис. 1.1, а) опорно-поворотное устройство 13 размещено внизу, непосредственно на опорной части крана или на портале. К поворотной части относятся, как правило, поворотная платформа 12 с размещенными на ней грузовой 10 и стреловой 9 лебедками, механизмом поворота 11 и плитами противовеса 8, башня 6 (с оголовком 3 и распоркой 5) и подъемная стрела 2.
По способу установки у здания башенные краны подразделяются на передвижные, стационарные и самоподъемные. Передвижные краны являются свободно стоящими. Обычно их устанавливают на рельсовый путь, по которому кран может перемещаться вдоль здания. К стационарным относятся краны, закрепленные на фундаменте или другом неподвижном основании. При большой высоте для повышения прочности и устойчивости крана дополнительно крепят к возводимому сооружению, и в этом случае они называются приставными. К самоподъемным относятся краны, устанавливаемые на конструкциях возводимых сооружений и перемещающиеся вверх с помощью собственных механизмов по мере возведения здания.
Индексация. Каждая модель крана имеет марку, в которую входят буквы: КБ (кран башенный), КБМ (кран башенный модульной системы), КБГ (кран башенный для гидротехнического строительства) или КБР (кран башенный для ремонтных целей), и цифры.
Из трех следующих за буквами цифр первая обозначает номер размерной группы по грузовому моменту (1- 25, 2- 60, 3 – 100, 4 – 160, 5 – 250, 6 – 400, 7 – 630, 8 – 1 000, 9 – больше 1 000 т· м), две последующие цифры – порядковый номер регистрации кранов: от 01 до 69- с поворотной башней, от 71 до 99 – с неповоротной башней.
После точки указывается номер исполнения, отличающегося от базовой модели параметрами (в марках базовых моделей номер исполнения О, как правило, не пишут). Дальше буквами А, Б, В обозначают очередную модернизацию (изменение конструкции без изменения основных параметров) или климатическое исполнение (ХЛ- для холодного климата, Т – для тропического и ТВ – для тропического влажного; краны для умеренного климата не имеют соответствующего индекса).
Основные параметры башенных кранов (табл. 1.1) взаимоувязаны с параметрами возводимых зданий. К основным параметрам кранов относятся:
- вылет
- грузоподъемность;
- грузовой момент;
- высота подъема;
- глубина опускания;
- колея;
- задний габарит;
- скорость подъема груза;
- скорость посадки;
- частота вращения поворотной части;
- скорости передвижения крана и грузовой тележки;
- время изменения вылета;
- установленная мощность;
- масса.
Вылет L (рис. 1.2) – расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси крюковой подвески без груза при установке крана на горизонтальной площадке. Изменение вьmета с грузом на крюке называется маневровым, без груза – установочным.
Грузоподъемность (нетто) Q (рис. 1.2, а-в) – наибольшая допустимая масса рабочего груза, на подъем которого рассчитан кран, и масса съемных грузозахватных органов (грейфер, траверсы, стропы). Грузоподъемность крана зависит от вылета. Эта зависимость выражается графически (см. рис. 1.2, в) в виде грузовой характеристики.
Грузовой момент М– произведение грузоподъемности на соответствующий вылет – учитывает два основных параметра, поэтому его часто используют в качестве главного обобщающего параметра крана.
Высота подъема Н (см. рис. 1.2, а, б, г) – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Под уровнем стоянки понимается горизонтальная поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых кранов, путь перемещения гусеничных и пневмоколесных кранов, нижняя опора самоподъемного крана), на которую опирается неповоротная часть крана. Высота подъема зависит от вылета. В характеристике кранов высота подъема либо указывается для двух крайних вылетов: максимального (H_1) и минимального (Н_2 ), либо приводится на высотной характеристике в виде графика H-L (рис. 1.2, г).
Глубина опускания h (см. рис. 1.2, а, б) – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватывающего органа, находящегося в нижнем рабочем положении.
Колея К (см. рис. 1.2, а) – расстояние между продольными осями, проходящими через середину опорных поверхностей ходового устройства крана. Колея рельсового крана измеряется по осям рельсов; колея гусеничных и пневмоколесных- по ширине между продольными осями колес или гусениц.
База Б (см. рис. 1.2, б) – расстояние между вертикальными осями передних и задних колес (или балансирных ходовых тележек) крана.
Задний габарит I (см. рис. 1.2, а, б)- наибольший радиус поворотной платформы со стороны, противоположной стреле. От величины заднего габарита зависит удаление А кранового пути кранов с поворотной башней от возводимого здания. Расстояние А должно быть на 700 … 1000 мм больше заднего габарита.
Скорость подъема (опускания) груза Vп – скорость вертикального перемещения рабочего груза в установившемся режиме движения.
Скорость посадки Vм – наименьшая скорость опускания наибольшего рабочего груза при монтаже или укладке в установившемся режиме движения.
Частота вращения – угловая скорость вращения поворотной части крана в установившемся режиме движения, определяется при наибольшем вылете с рабочим грузом при установке крана на горизонтальной площадке и скорости ветра не более 3 м/с на высоте 10 м.
Скорость передвижения крана Vк – скорость передвижения крана в установившемся режиме движения, определяется при передвижении крана по горизонтальному пути с рабочим грузом и при скорости ветра не более 3 м/с на высоте 10 м.
Скорость передвижения тележки Vt – скорость передвижения грузовой тележки в установившемся режиме движения, определяется при движении тележки по горизонтальному пути с наибольшим рабочим грузом и скорости ветра не более 3 м/с на высоте 1 м.
Скорость изменения вылета Vв – средняя скорость горизонтального перемещения рабочего груза в установившемся режиме движения, определяется при изменении вылета от наибольшего до наименьшего при установке крана на горизонтальном пути и скорости ветра не более 3 м/с на высоте 10 м. Нередко вместо скорости изменения вылета в характеристике крана указывается время изменения вылета, т. е. время, необходимое для полного изменения вылета от наибольшего до наименьшего.
Установленная мощность – суммарная мощность электродвигателей рабочих механизмов на кране, которые возможно включить одновременно.
Конструктивная масса – масса крана без балласта и противовеса, съемных монтажных и транспортных устройств в не заправленном состоянии (без смазочных материалов, топлива и воды).
Общая масса Мкр – полная: масса крана вместе с балластом, противовесом, съемными монтажными и транспортными средствами в заправленном состоянии (см. табл. 1.1).
Устройство башенных кранов
Стрелы, грузовые тележки и противовесные консоли
Стрелы. Стрела представляет собой металлоконструкцию, прикрепленную шарнирно к верхней части башни и служащую для обеспечения необходимого вылета и высоты подъема грузозахватного органа. По своей конструкции стрелы подразделяются:
• на балочные;
• подъемные.
И те и другие могут быть выполнены либо в виде ряда секций, жестко соединенных между собой, либо в виде шарнирно-сочлененной конструкции. Балочные стрелы (рис. 2.1, а) отличаются наличием ездовых поясов-балок 4, по которым при изменении вылета перемешается грузовая тележка с подвешенной к ней крюковой подвеской. Эти стрелы устанавливаются практически горизонтально, а при необходимости увеличения высоты подъема – под углом к горизонтали. Когда стрела устанавливается под углом, грузовая тележка жестко крепится к концу стрелы. На некоторых кранах последних моделей (КБ-403, КВ-408 и др.) стрела может быть установлена под углом 30 или 19°, при этом грузовая тележка за счет специальной схемы запасовки грузового полиспаста может перемешаться вдоль стрелы при сохранении горизонтального перемещения груза.
Подъемные стрелы (рис. 2.1, б) отличаются тем, что изменение вылета осуществляется подъемом головной части стрелы с размещенными на ней блоками грузового каната, к которым подвешивается крюковая подвеска. Все подъемные стрелы, как правило, работают в наклонном положении в диапазоне от 10 до 70° к горизонтали.
Наибольшее распространение получили краны с балочными стрелами. По сравнению с кранами, оборудованными подъемными стрелами, краны с балочной стрелой более удобны при выполнении строительно-монтажных работ и имеют на 15 … 20% большую производительность, так как груз при его подъеме меньше раскачивается благодаря меньшей длине подвеса и более плавно перемешается при изменении вылета. У кранов же с подъемной стрелой изменение вылета осуществляется с переменной скоростью, длина подвеса меняется в процессе изменения вылета и практически невозможно добиться горизонтального перемещения груза, что очень важно при монтажных операциях. При наличии многосекционных стрел имеется возможность осуществлять сборку стрел с различным числом секций, получая различные исполнения кранов с разной величиной максимального вылета.
По способу подвески различаются:
• подвесные;
• молотовидные стрелы.
У подвесных стрел подвеска осуществляется к оголовку или подвижным стойкам, размещенным наверху башни. Подъемные стрелы, как правило, подвешивают за конец, балочные – в точке, удаленной от опорного шарнира примерно на 2/3 длины стрелы. Такое крепление позволяет уменьшить изгибающий момент в стреле от веса груза и грузовой тележки.
Молотовидные стрелы 3 крепятся шарнирно к верху башни. Они представляют собой двуплечий рычаг, короткий конец которого связан расчальными тягами с поворотной платформой. Молотовидные стрелы работают на изгиб на всей их длине, поэтому они тяжелее подвесных, вследствие этого они и получили меньшее распространение.
Металлоконструкция стрелы состоит из продольных элементов – поясов 5 и диагональных связей -раскосов 6. Пояса и раскосы стрелы могут быть выполнены из уголков, труб и гнутого профиля. Наиболее совершенную конструкцию имеют решетчатые стрелы из труб. По сравнению со стрелами из уголков стрелы из труб (при той же прочности) имеют меньшую массу, а из-за хорошей обтекаемости – меньшие нагрузки от ветра. Эти преимущества стрел из труб позволяют уменьшить опрокидывающий момент на кран и повысить его устойчивость.
Балочные стрелы чаще всего выполняют трехгранного сечения с трубчатым верхним поясом и двумя нижними ездовыми поясами коробчатой конструкции, сваренной из двух неравнобоких уголков. Стык секций таких стрел верхнего пояса выполнен на фланцах, стягиваемых болтами, нижних поясов – с помощью
пальцев. Опорные шарниры балочных стрел выполняют на подшипниках скольжения, так как изменение угла наклона стрелы осуществляется редко и носит установочный характер, а у подъемных стрел чаще на подшипниках качения, так как у них угол наклона стрелы изменяется регулярно в каждом цикле при маневровом изменении вылета.
Грузовые тележки. Грузовая тележка (рис. 2.2) предназначается для перемещения подвешенного груза вдоль балочной стрелы при изменении вьmета. Грузовые тележки состоят из сварной рамы 1, в нижней части которой закреплены блоки грузового каната, а в верхней – опорные катки 3. Тележки бывают простые (рис. 2.2, а) с непосредственным опиранием катков на ездовые пояса и балансирные (рис. 2.2, б). Простые тележки имеют четыре катка, балансирные – восемь или больше. Катки балансирных тележек попарно связаны балансирами 4, что позволяет равномерно распределить нагрузки на катки для уменьшения нагрузок на пояса стрелы. На кранах большой грузоподъемности часто используют сцепленные одна с другой тележки меньшей грузоподъемности.
Опорные катки выполняют с ребордами или без них. Реборды предотвращают перекос тележки при движении по стреле. На тележках с безребордными каткам для той же цели служат направляющие ролики 5. На раме тележки установлена система блоков грузового каната. Блоки обычно разносят на возможно большее расстояние (особенно при большой высоте подъема), чтобы исключить возможность закручивания грузового полиспаста. В поперечном направлении блоки смещены относительно продольной оси тележки, чтобы канат, идущий на один из блоков, не задевал бы канат, сходящий с другого блока. Ограждения блоков выполняют с зазором, равным 20% от диаметра каната, что предохраняет канат от выпадания его из ручья блока. На торцовых поперечных балках тележки расположены натяжные устройства, которые позволяют выбирать слабину тележечного каната при вытяжке его в процессе эксплуатации. Все блоки, катки и ролики выполнены на подшипниках качения. В ступицах блоков есть масленки для смазывания подшипников. В комплект
грузовой тележки входит грузик ограничителя высоты подъема, подвешенный на цепочке.
Противовесные консоли. Для размещения плит противовеса и механизмов (например, подъема груза и изменения вылета) на кранах с неповоротной башней и для уравновешивания нагрузок, действующих на башню крана при его работе служат противовесные консоли. Консоль располагается с противоположной стреле стороны и представляет собой плоскую раму или ферму, образованную элементами, подвешенную к оголовку с помощью канатных или жестких металлических тяг – прутков. Консоли в виде фермы имеют аналогичную со стрелами конструкцию.
Башни, оголовки и распорки
Башни 1 (рис. 2.3), оголовки 2 и распорки 3 служат для установки и подвески стрелы на заданной высоте.
Башни. Башня представляет собой металлоконструкцию, жестко закрепленную в вертикальном положении на опорной части – раме (неповоротная башня) или на поворотной платформе (поворотная башня) и служащую для обеспечения необходимой высоты расположения стрелы. По конструкции башни бывают: решетчатые – из уголков (кран КБ-309) или труб (краны КБ-504, КБ-674) – либо в виде сплошной одно- или двухсекционной трубы большого диаметра (краны КБ-100.1,КБ-100.3). Пояса 4 и раскосы 5 металлоконструкции решетчатой башни выполнены из уголков (труб). В плане решетчатые башни имеют квадратное, прямоугольное, в некоторых случаях треугольное сечение. В зависимости от места расположения опор но-поворотного устройства 6 башни бывают неповоротные (рис. 2.3, а) и поворотные (рис. 2.3, б).
Неповоротная башня снизу жестко крепится к ходовой или опорной раме, фундаменту (у стационарных и приставных кранов) либо к опорным балкам крепления к зданию (у самоподъемных кранов). С ходовой рамой (опорой) башня соединяется фланцами поясов и поддерживается с помощью подкосов 7 рамы. Поворотная башня устанавливается на поворотной платформе жестко или шарнирно с фиксацией ее в вертикальном положении подкосами 7 башни. При шарнирном опирании пояса башни попарно сходятся к двум проушинам – опорам. Использование высоко поднятых подкосов позволяет уменьшить свободную высоту башни крана и, как следствие, снизить ее колебания. Это создает более благоприятные условия для работы машиниста (крановщика), кабина которого размещается на верху башни. Для соединения неповоротной башни с поворотной частью на
верху башни размещается неповоротная рама 9. К раме крепится опорно-поворотное устройство 6 (ОПУ), связанное с поворотной рамой 8, которая сверху соединена трубчатыми поясами с оголовком 2.
По способу монтажа (рис. 2.4) башни подразделяются на неразбираемые (КБ-100.1, КБ-572), телескопические (КБ-100.2), подращиваемые (КБ-408, КБ-504) и наращиваемые (КБ-674, КБ-676). Не разбираемая при монтаже башня, например крана КБ-100.1, выполнена из цилиндрической трубы диаметром 920 мм. Опорные проушины в нижней части разведены в стороны на 1,8 м для лучшего восприятия нагрузок. На поворотной платформе башня закреплена шарнирно и в вертикальном положении удерживается двумя телескопическими подкосами (рис. 2.4, а).
Вверху башня заканчивается коническим оголовком. В башню входят через открытый снизу торец трубы и по внутренней лестнице поднимаются в кабину. Возле кабины в башне сделано овальное отверстие – люк. На задней стороне башни расположены решетки, на которые укладывают канаты и блоки стрелового полиспаста при демонтаже и перевозке крана.
Телескопическая башня крана КБ-100.2 состоит из наружной (опорной) и внутренней (выдвижной) секций. Опорная секция снизу шарнирно соединена с поворотной платформой по типу крана КБ-100.1 на высоте 3,4 м. К башне приварены два кронштейна для закрепления телескопическими подкосами при работе и транспортировании (рис. 2.4, б). Внутренняя секция в выдвинутом положении опирается на боковые упоры наружной секции и центрируются относительно ее. К выдвижной секции прикреплены площадка для кабины, лестница внутри башни, распорка и оголовок.
Подращиваемую снизу башню имеет, например, кран КБ-408. Башня состоит из шести промежуточных и одной верхней секции, заканчивающейся оголовком (рис. 2.4, г). При подращивании секции башни проходят через основание (портал). Портал крана КБ-408 имеет четырехгранную конструкцию, открытую сверху и снизу для прохода секций башни. Заделка башни в рабочем положении производится только в нижнем ярусе 1 с опиранием на четыре диагональные балки 3, передающие нагрузку на коробчатую раму нижнего яруса портала. В момент выдвижения башня поддерживается в вертикальном положении роликами, расположенными в верхнем и нижнем ярусах портала. В процессе подращивания башню поднимают с помощью полиспаста выдвижения башни, неподвижная обойма которого соединена с платформой (люлькой), подведенной под подращиваемую секцию башни.
Секции башни соединяются между собой у большинства кранов с помощью фланцев на болтах. Для передачи крутящего момента и более удобной стыковки фланцы имеют либо конусные штыри, либо направляющие внутренней втулки.
Для подъема обслуживающего персонала на кран внутри башни располагаются вертикальные лестницы. На каждой секции башни размещается площадка для перехода с одной лестницы на другую.
Оголовки кранов. Оголовок крана представляет собой пространственную пирамидальную конструкцию, служащую для подвеса стрелы.
У кранов с поворотной башней оголовок жестко соединен непосредственно с башней. У кранов с неповоротной башней оголовок закреплен на опорно-поворотном устройстве, размещенном на верхней секции башни. К верху всех оголовков спереди крепится стрела, сзади – противовесная консоль или распорка. В кранах с неповоротной башней поворотные оголовки (рис. 2.5) в зависимости от типа опорно-поворотного устройства (ОПУ) могут выполняться в виде следующих конструкций:
- оголовок типа “колокол” (рис. 2.5, а) представляет собой оголовок 2 с разнесенными опорами, размещенный поверх жесткого оголовка 1, который служит продолжением башни;
- оголовок типа “стакан” (рис. 2.5, б) имеет разнесенные по вертикали опоры 3, 4 с хвостовиком снизу, входящим внутрь неповоротной башни;
- оголовок с опиранием на стандартное ОПУ (круг) 5 (рис. 2.5, в) имеет наиболее простую конструкцию, получил за последние годы наибольшее распространение.
Распорки. Распорка 2 (рис. 2.6) служит для разгрузки башни от изгиба. Она выполнена в виде плоской рамы, закрепленной на верху поворотной башни (с нижним расположением противовеса) со стороны, противоположной стреле. На распорке размещены блоки 3 канатов стрелового расчала и грузового каната. Длина распорки применяется максимально возможной, что дает возможность отвести канаты стрелового расчала и грузовые канаты от башни. Это позволяет разгрузить башню от изгибающих нагрузок, возникающих при подъеме груза. Распорки, как правило, имеют А-образную форму, расширенной частью примыкающие к башне и закрепленные к последней шарнирно. Блоки каната стрелового расчала размещаются на узком конце распорки, который подвешен с помощью неподвижной канатной тяги (оттяжки) 4 к оголовку 1 башни.
Опорные части.
Опорные части крана служат для восприятия действующих на кран нагрузок и передачи их непосредственно на основание (крановые рельсовые пути, фундамент или перекрытия здания). К опорным частям передвижных кранов относятся ходовые рамы (рис. 2.7), с помощью которых кран устанавливают на крановый путь. По числу точек опирания на рельсы ходовые рамы бывают трех- и четырехопорные. Наиболее распространены четырехопорные рамы. Конструкция рамы зависит от типа крана (с неповоротной или поворотной башней) и вида ходового устройства.
Ходовые рамы кранов с неповоротной башней (рис. 2. 7, б) оборудуются, как правило, рельсовым ходовым устройством. По конструкции ходовые рамы выполнены либо с плоскими коробчатыми рамами (I), либо в виде П-образного (II) или шатрового (III) портала. Плоские ходовые рамы бывают с центральной или асимметричной рамой 4 со смещенным расположением башни. Для повышения жесткости конструкции ходовые рамы соединяются с башней не только через опорные фланцы поясов, но и подкосами 6. Через эти подкосы нагрузки от изгибающего момента, действующего на башню, передаются непосредственно на ходовые тележки.
П-образный портал (II) чаще всего применяют на кранах-погрузчиках, используемых на складах (где из-за большой стесненности материалы приходится складировать на крановом пути), или для устройства автомобильного или железнодорожного проезда. Портал представляет собой сварную раму листовой конструкции, опирающуюся на четыре стойки 8, и открытую в направлении оси пути. Стойки сварные коробчатого сечения.
Для повышения жесткости боковые стойки связаны между собой продольными балками 9. В продольные балки вварены втулки для крепления шкворней ходовых тележек. На верхней части рамы расположены фланцы для крепления башни. Шатровый портал (III) аналогичен плоской раме с подкосами, его можно разбирать при демонтаже и перевозке. Ходовые рамы кранов с поворотной башней изготавливают в виде кольцевых рам с флюгерами, плоской рамы, а трехопорные рамы – в виде портала.
На эти ходовые рамы непосредственно крепится опорно-поворотное устройство, через которое на ходовые рамы передаются нагрузки от поворотной части крана. Поворотная рама (рис. 2.7, а) получила наибольшее распространение. Она имеет центральную кольцевую раму 1, к которой присоединены четыре поворотных балки -флюгера 2, шарнирно опирающиеся на ходовые тележки. Такая рама представляет собой сварную кольцевую конструкцию коробчатого сечения с привареиными к верхнему и нижнему листам проушинами для крепления флюгеров. В целях снижения центра тяжести крана и уменьшения транспортных габаритных размеров раму максимально опускают вниз, поэтому флюгеры выполняют трапециевидными, уменьшая их высоту в месте опирания на ходовые тележки. Во время работы крана флюгеры разведены в стороны под углом 45• к продольной оси крана и закреплены, как правило, двумя жесткими
и двумя подвижными тягами 3. Подвижное крепление флюгеров, допускающее поворот флюгеров на небольшой угол, позволяет сделать опоры подвижными, что облегчает проход по путям, особенно по криволинейным участкам. При перевозке крана для уменьшения его габаритных размеров тяги отсоединяют от рамы, флюгеры сводят к продольной оси и закрепляют в монтажных проушинах тяг. На верхнем торце рамы приварено опорное кольцо, на которое устанавливают и крепят опорно-поворотное устройство.
Портал применяют в кранах-погрузчиках (например, КП-100), на которых пространство под порталом используется для монтажа самого крана. Под порталами может проходить автомобильный и железнодорожный транспорт, площадь также используется для складирования материалов. Конструкция порталов, применяемых на кранах с поворотной башней, отличается от конструкции П -образного портала кранов с неповоротной башней тем, что у первых на портале закрепляется не башня, а опорно-поворотное устройство, к которому и крепится поворотная башня. Для повышения устойчивости крана ходовые рамы на многих свободно стоящих кранах, особенно с большой высотой подъема, загружаются балластом.
Опорные ходовые рамы кранов с грузовым моментом от 40 до 160 т· м (с поворотными флюгерами) позволяют обеспечить проход крана по криволинейным участкам пути и тем самым расширить применение этих кранов (например, при строительстве зданий сложной конфигурации). Наиболее удобны для движения по кривым краны с четырехопорными ходовыми рамами и поворотными флюгерами. Шарнирное крепление флюгеров к раме позволяет изменять колею крана. Такое крепление флюгеров позволяет также переводить их в транспортное положение, чтобы уменьшить транспортную ширину при перевозке крана.
Поворотные платформы.
Поворотные платформы применяют в кранах с поворотной башней и нижним расположением противовеса для размещения механизмов и плит противовеса, а также в качестве основания для установки башни.
По конструкции поворотные платформы бывают:
- плоские;
- двухъярусные;
- изогнутые.
Плоские поворотные платформы (рис. 2.8, а) нацболее широко распространены на кранах КБ-403, КБ-504. На этих кранах для крепления к роликовому опорно-поворотному устройству предусмотрена кольцевая коробчатая рама 1. С задней части к кольцевой раме приварены две продольные балки 2, которые по
концам связаны поперечной задней балкой. В этих платформах все механизмы и противовес располагаются на одной плоской
раме, что облегчает их обслуживание и ремонт. Как правило, спереди (со стороны стрелы) размещается грузовая лебедка, сзади – стреловая или монтажная лебедка. По краям платформы крепят фермы двуногой стойки 3, связанные между собой поперечиной 4. Плоские платформы наиболее просты в изготовлении
и эксплуатации. Размещение механизмов в одной плоскости позволяет также уменьшить транспортную высоту крана при перевозке. Снизу платформы предусмотрена опорная поверхность для крепления опорно-поворотного устройства. Механизмы поворота размещаются в передней части платформы между поясами башни.
Сверху в передней части приварены проушины опорного шарнира башни. Сбоку на кронштейнах поворотной платформы располагаются либо шкафы электрооборудования, либо аппаратная кабина, позволяющая создать более благоприятные условия для обслуживающего персонала при регулировке или ремонте размещенного в кабине электрооборудования. Сзади к поперечной балке приварены тяги для крепления нижней обоймы стрелового полиспаста. На поперечные балки укладывают при монтаже крана плиты противовеса 6. К двуногой стойке сверху шарнирно присоединены рабочие телескопические подкосы 5 для закрепления башни в вертикальном положении.
Телескопические подкосы состоят из наружной и внутренней труб. В рабочем положении телескоп вдвинут, а фланцы труб соединены между собой болтами. В транспортном положении крана телескопический подкос раздвинут и заперт двумя поперечными болтами. В передней части платформы имеются проушины для креплния механизма выдвижения монтажной обоймы (люльки), предназначенной для установки промежуточных секций башни при ее подращивании.
Двухъярусные поворотные платформы (рис. 2.8, б) применяют на кранах, на которых по условиям компоновки нельзя разместить все механизмы на одной плоской раме. На нижнем ярусе, как правило, размещаются более тяжелая грузовая лебедка и плиты противовеса, а на верхнем – стреловая лебедка.
Изогнутые платформы (рис. 2.8, в) имеют такую форму, при которой плиты противовеса можно разместить под платформой и тогда на верхней плоскости платформы освобождается место для механизмов. Однако такие платформы сложны в изготовлении, поэтому их применение ограничено. На кранах с неповоротной башней на верху башни устанавливается неповоротная рама (рис. 2.8, д) для крепления опорно-поворотного устройства. Эта рама имеет центральную раму коробчатой конструкции с четырьмя фланцами для соединения с поясами верхней секции башни. Сверху на опорно-поворотном устройстве расположена поворотная рама аналогичной конструкции для крепления оголовка.
Лестницы, площадки и проходы.
Лестницы, площадки и проходы служат средством доступа машиниста (крановщика) и обслуживающего персонала в кабину, к механизмам, блокам и другим местам обслуживания. Лестницы на кране выполняются либо крутонаклонными, угол наклона которых к горизонтали более 75•, либо наклонными с углом наклона 75• и менее. Ширина лестниц должна быть не менее 500 мм, расстояние между ступенями (1 шаг)- не более 300 мм. Шаг ступеней должен быть постоянным по всей длине лестницы. Через каждые 6-8 м устраивают площадки. Начиная с высоты 2,5 м лестницы ограждают дугами радиусом 350 .. .400 мм, которые устанавливают на расстоянии не более 800 мм друг от друга и соединяют между собой не менее чем тремя продольными полосами. Ограждение
не устанавливают, если лестница проходит внутри решетчатой башни сечением не более 900 х 900 мм или трубчатой башни диаметром не более 1 000 мм.
Для подъема на оголовок, плиты противовеса используют либо рабочие лестницы с ограждениями, либо монтажные. Площадки устраивают на башне, в местах стыков башни и ограждают перилами высотой 1 м. Площадки снизу должны иметь сплошное ограждение на высоту 100 мм во избежание падения случайных предметов, оказавшихся на площадке. Настил площадок делают металлическим, из рифленых, гофрированных или просечно-вытяжных листов. На переходах с неповоротной части на поворотную устраивают кольцевые площадки. Если в таком переходе есть люк, крышка люка блокируется с выключателем
поворота крана. При поднятой крышке люка вращение крана невозможно, что обеспечивает безопасность прохода обслуживающего персонала. Для обслуживания блоков, расположенных на конце стрелы, грузовой тележки и механизмов делают проходы вдоль стрелы и противовесной консоли. Для удобства работы в ряде случаев площадки выполняются на самой грузовой тележке.
Противовес и балласт.
Противовесом называются дополнительные грузы, прикрепляемые к противовесной консоли или поворотной платформе и служащие для уравновешивания рабочего груза и (или) стрелы, а также для повышения устойчивости крана во время работы. Балластом называются дополнительные грузы, уложенные на
ходовой раме или портале и служащие для обеспечения устойчивости крана как в рабочем, так и нерабочем состоянии. На кранах с неповоротной башней (рис. 2.9, 6) противовес 1 подвешивают на противовесной консоли, на кранах с поворотной башней (рис. 2.9, а) укладывают на поворотной платформе. Балласт 2 устанавливается на ходовой раме или на портале. Правильное сочетание противовеса и балласта позволяет обеспечить устойчивость крана при минимальной суммарной их массе. Для этого противовес относят на большое расстояние от оси вращения или оголовка: на кранах с неповоротной башней – на конец консоли, закрепленной на поворотном оголовке, на кранах с поворотной башней – на конец поворотной платформы.
При работе крана с большой длиной стрелы противовес перемещают на конец консоли, с малой длиной стрелы- перемещают ближе к башне. Предусматривается также монтажное положение противовеса, обеспечивающее разгрузку монтажной стойки от изгиба при наращивании секций башни.
Применение значительного по массе или слишком удаленного от оси вращения противовеса может привести наряду с повышением грузовой устойчивости крана (с грузом на крюке) к потере его собственной устойчивости, т. е. крана без груза на крюке. В таких случаях на ходовую раму крана укладывают балласт, который повышает устойчивость крана как с грузом, так и без груза на крюке.
В качестве противовеса и балласта применяют железобетонные блоки (плиты), которые изготавливают определенной массы по специальным чертежам (массу проставляют на каждом блоке). Для увеличения срока службы блоков их окантовывают металлическими угольниками, которые связывают арматурой.
Для подъема и разгрузки блоков они снабжены монтажными проушинами. В эксплуатационной документации крана в обязательном порядке должны быть приведены чертежи размещения и крепления балласта и противовеса, а также рабочие чертежи блоков (плит) балласта или противовеса. После каждого монтажа крана на новом объекте блоки устанавливают и крепят в соответствии с эксплуатационной документацией. Блоки противовеса кранов с поворотной башней, например КБ-403, крепят к поворотной платформе стальными тягами-шпильками, пропущенными сквозь отверстия в этих блоках; у
кранов КБ-504- канатными стяжками. Этими стяжками охватывают пакет блоков противовеса и закрепляют стяжки на поворотной платформе.
На гранях блоков под канат подкладывают уголки-подкладки. Стяжки натягивают резьбовыми шпильками. Для подъема рабочих на верх противовеса на его блоках часто устанавливаются скобы, служащие монтажной лестницей. Балласт крепят обычно к ходовой раме. Для кранов с флюгерной ходовой рамой плиты 5 (рис. 2.9, в) изготавливают такой конфигурации, при которой они входят в межфлюгерное пространство. Для того чтобы плиты легче было крепить в тесном пространстве, их делают навесными и навешивают скобой 6 на проушины ходовой рамы 4.
Грузовые лебедки, крюковые подвески.
Грузовые лебедки. Грузовая лебедка служит для подъема и опускания груза с помощью наматываемых на их барабаны грузовых канатов. Лебедки должны обеспечить подъем (опускание) грузов как с рабочей, так и с малой скоростью, служащей для плавного натяжения стропов перед подъемом груза и плавной (монтажной) его посадкой. По числу рабочих скоростей лебедки бывают одно-, двух- и многоскоростные. Применение двух- и многоскоростных лебедок позволяет поднимать грузы максимальной массы с номинальной рабочей скоростью, а подъем легких грузов и опускание пустой крюковой подвески осуществлять с повышенной скоростью, что увеличивает производительность крана.
Наиболее простую конструкцию имеют односкоростные однодвигательные лебедки 1 (рис. 2.10). На многих кранах серии КБ применяют унифицированные лебедки Л-500 и Л-600. Цифры после буквы Л (лебедка) обозначают межцентровое расстояние (мм) между крайними валами редуктора. Унифицированные лебедки могут использоваться и как грузовые, и как стреловые, например лебедка Л-600 применяется на кранах типа КБ-401 и КБ-402 как грузовая и стреловая, а на кранах типа КБ-403 – как стреловая.
Однодвигательные лебедки 1 имеют единую конструктивную схему с П-образной компоновкой. Электродвигатель 1, редуктор 2 и барабан 5 соединены в единый блок. Электродвигатель прикреплен к корпусу редуктора на фланце, а барабан жестко связан с выходным валом редуктора. При такой конструкции исключается необходимость тщательной выверки соосности соединений, что упрощает монтаж, наладку и эксплуатацию лебедок.
Лебедки представляют собой безрамную конструкцию с тремя точками опоры. Две опоры находятся под редуктором, третьей опорой служит выносная опора барабана. При трехопорном опирании лебедки не приходится устанавливать выравнивающие прокладки и устраняется влияние на лебедку упругого изгиба
рамы поворотной платформы при работе крана. Выходной вал (рис. 2.11) редуктора, жестко связанный с барабаном, опирается на три подшипника: два – в редукторе и один – в выносной опоре. Обычно трехоnорные валы нуждаются в тщательной выверке их соосности при установке, чтобы исключить дополнительные нагрузки на какой-либо из трех подшипников опор вследствие несоосности.
В унифицированных лебедках опасность перегрузки подшипников опор исключена благодаря шарнирному креплению самого редуктора к поворотной платформе. При возможном искривлении вала за счет неточности изготовления (эксцентриситет, перекосы) подшипники его не испытывают дополнительных нагрузок, так как редуктор может наклоняться на шарнирных опорах и поворачиваться на необходимый угол вокруг одной из опор. Плавная посадка груза в лебедках Л-500 и Л-600 обеспечивается тормозной машиной 3 (см. рис. 2.10), которая позволяет снизить скорость не только опускания, но и подъема груза, что дает возможность повысить плавность выбора слабины стропов и отрыва груза от земли. Лебедки Л-500 и Л-600 различаются между собой лишь размерами и числом зубьев. В этих лебедках применены двигатели с двумя выступающими концами вала. На валу, противоположном редуктору, закреплен тормозной шкив. Тормоз 4 крепят на рамке, прикрепленной к лапам двигателя. Редуктор 2 двухступенчатый, с разъемным корпусом, что облегчает сборку и обслуживание редуктора. Быстроходный вал одним концом соединен через зубчатую муфту с электродвигателем 1. На другом конце быстроходного вала редуктора насажен ротор тормозной машины 3. Ее статор так же, как и электродвигатель, прикреплен к корпусу редуктора с помощью фланца.
В крышках тихоходного и быстроходного валов со стороны электродвигателя и барабана сделаны лабиринтные уплотнения. Второй конец быстроходного вала (со стороны тормозной машины) имеет манжетное резиновое уплотнение. Все крышки подшипников редуктора закладные. Суммарный осевой зазор между этими крышками и подшипниками валов составляет 0,4 мм. Этот зазор, необходимый для предотвращения защемления подшипников, достигается регулировочными кольцами. Барабаны лебедок выполнены литыми из чугуна. Они крепятся на болтах через фланец к выходному валу редуктора. Канат крепят к барабану клином.
Лебедки двухскоростные применяют на кранах типа КБ-401 и КБ-405. Для получения повышенной скорости на них применены вторые двигатели с повышенной (в 1,5 раза) частотой вращения. Двухдвигательные лебедки выполняются с двумя двигателями, размещенными либо симметрично относительно редуктора (см. рис. 2.10), либо с двигателями, размещенными последовательно с одной стороны редуктора. Лебедка (двухдвигательная) с симметричным расположением электродвигателей II (см. рис. 2.10) относительно редуктора имеет безрамную моноблочную конструкцию.
Ее двигатели закреплены фланцами на редукторе. Тормоз установлен на рамке, привернутой к лапам электродвигателя. Его колодки охватывают шкив, находящийся на противоположном к редуктору конце вала. Оба двигателя соединены зубчатыми муфтами с быстроходным валом редуктора. Барабан одним торцом жестко прикреплен к фланцу тихоходного вала редуктора, а другим – к фланцу оси, которая опирается через сферический подшипник на выносную
опору барабана. Лебедка крепится к поворотной платформе крана четырьмя болтами через опоры: две опоры у редуктора и две – на
выносной опоре. Крепление каната к барабану – клиновое. Для подъема и опускания нормальных грузов включают основной электродвигатель при неработающем вспомогательном двигателе. Холостой крюк и легкие грузы поднимают (опускают) с большой скоростью при работе вспомогательного двигателя на больших оборотах.
Посадочная скорость для любых грузов получается при совместной работе основного двигателя в режиме динамичного торможения и вспомогательного двигателя на малой скорости (150 об/мин). Для подъема грузов с малой скоростью включают оба двигателя. Лебедка с последовательно расположенными двигателями III (по одну сторону редуктора) выполняется рамной конструкции. На раме 8 жестко укреплены редуктор, два электродвигателя и
барабан. Двигатели соединены между собой зубчатой муфтой, а с редуктором – втулочно-пальцевой муфтой, шкив который со стороны редуктора охватывают колодки тормоза. Тихоходный вал редуктора через зубчатую муфту соединен с барабаном. Второй конец барабана опирается на подшипник выносной опоры. Барабан с винтовыми канавками, двумя ребордами и клиновым креплением каната. Лебедка работает так же, как и двухдвигательная с симметричным расположением двигателей.
Крюковые подвески. Крюковая подвеска (см. рис. 1.28, а-в) представляет собой грузозахватный орган, оборудованный крюком и подвешенный на грузовых канатах к грузовой тележке или к головным блокам стрелы. Подвеска состоит их двух щек 1 (литых или из листового металла), между которыми на осях вращаются канатные блоки 2. В нижней части щек установлена траверса, в которой на упорном подшипнике закреплен грузовой крюк.
По количеству блоков подвески бывают одно-, двух- и трехблочные. Наибольшее распространение на башенных кранах получили двухкрюковые подвески.
Двухблочная крюковая подвеска состоит из двух листовых щек, двух осей, на которых на шарикоподшипниках установлены блоки, траверсы и пропущенный через нее крюк. Щеки стянуты между собой пятью болтами с распорными трубками. Крюк опирается на траверсу через упорный шарикоподшипник и может легко вращаться относительно крюковой подвески. Такое крепление крюка позволяет разворачивать поднятый груз вокруг вертикальной оси подвески.
Подшипник крюка закрыт от грязи и влаги крышкой и резиновыми уплотнителями. На крюке установлен предохранительный замок, который при работе
препятствует произвольному выходу серьги съемного грузозахватного приспособления из зева крюка.
Устройства для изменения вылета, стреловые и тележечные лебедки.
Стреловые и тележечные лебедки предназначены для изменения вылета. С помощью стреловых лебедок изменяют угол наклона стрелы на кранах с подъемными стрелами. С помощью тележечных лебедок изменяют вьmет за счет передвижения тележки по балочной стреле. На некоторых кранах, имеющих помимо маневрового и установочное изменение вьmета (например, на кранах типа КБ-403), установлены обе лебедки: стреловая – для установочного изменения вьmета (наклона) стрелы, тележечная- для маневрового изменения вьmета с помощью грузовой тележки. На кране КБ-504 для изменения наклона стрелы используется монтажный полиспаст с креплением стрелы к поворотной платформе в новом положении тягами фиксированной длины. Стреловые лебедки по конструкции и кинематической схеме аналогичны грузовым. Лебедки кранов с установочным изменением вылета отличаются от лебедок кранов с маневровым изменением меньшей мощностью привода. Электродвигатель для этих лебедок подбирают из условия подъема стрелы без груза, а тормоз – из условия удержания стрелы при поднятом грузе. На последних моделях кранов (КБ-405 и др.) для обеспечения большей плавности движения груза в механизмах изменения вылета применены электродвигатели с фазным ротором. На ряде кранов с запасовкой канатов по схеме соединенных полиспастов
барабан стреловой лебедки разделен на две секции.
Секция для наматывания стрелового каната – цилиндрическая, секция для наматывания грузового каната – либо цилиндрическая, либо коническая. Благодаря такой форме барабана груз при изменении вылета остается практически на одной высоте.
Унифицированные стреловые лебедки кранов серии КБ отличаются от соответствующих грузовых лебедок размерами барабана и двигателя. При запасовке канатов по схеме соединенных полиспастов конструкция барабанов рассчитана на встречное крепление двух канатов: стрелового и грузового. В лебедках Л-600, используемых на кранах типа КБ-401, барабаны лебедок цилиндрические, без разделения на секции. У лебедки Л-450 (рис. 2.12), используемой на кранах КБ-308А, редуктор двухступенчатый цилиндрический с неразъемным корпусом. В нижней части редуктора есть две лапы, которыми он устанавливается на опоры поворотной платформы. Вал электродвигателя 8 соединен с валом редуктора зубчатой муфтой 7. Тормозной шкив располагается на втором конце быстроходного вала редуктора. Тормоз 4 закрепляется на корпусе редуктора двумя шпильками. Барабан 11 лебедки состоит либо из двух секций
разного диаметра для навивки стрелового и грузового канатов, либо из одной секции со встречной навивкой этих канатов.
Тележечная лебедка характеризуется малой мощностью двигателя и небольшими габаритными размерами. На цилиндрический барабан лебедки встречно навивают два тележечных каната для передвижения грузовой тележки: вперед или назад. Канаты крепят на разных концах барабана. На валу двигателя этих лебедок часто устанавливают маховик, что позволяет повысить плавность пуска и торможения привода лебедки. Лебедки кранов КБ-403А (рис. 2.13), КБ-308А имеют наибольшее распространение. В них использован глобоидный редуктор (типа ПК-6,3), позволяющий создать компактную конструкцию, которую можно разместить внутри стрелы.
Схемы запасовки канатов.
Многие рабочие движения башенных кранов (подъем груза и стрелы, передвижение грузовой тележки), монтаж крана, выдвижение башни осуществляются с помощью канатных систем. Эти системы включают в себя отклоняющие канаты и уравнительные блоки и барабаны соответствующих лебедок. Канаты и блоки во многих случаях объединены в полиспасты, представляющие собой простейшее грузоподъемное устройство, с помощью которого можно поднимать груз с меньшим усилием в канате. Блоки, входящие в полиспаст, по характеру крепления делятся на неподвижные и подвижные. Несколько блоков могут быть объединены в обоймы, которые также подразделяются на подвижные и неподвижные обоймы. Отрезки канатов, которые соединяют блоки обойм, называются ветвями (нитками). По количеству ветвей (ниток) каната, на которых висит нижняя обойма, различают двух-, трех-, четырехветвевые (ниточные) полиспасты. Количество ветвей характеризует кратность полиспаста. Выигрыш в силе, получаемый от полиспаста, пропорционален кратности. Двухкратный полиспаст дает выигрыш в силе в два раза (например, в грузовом полиспасте вместо усилия Р, равного весу груза на крюке, тяговое усилие без учета КПД блоков Р/2; четырехкратный дает уменьшение усилия в четыре раза). Объясняется это тем, что в двухкратном полиспасте усилие Р распределено на две ветви, а в четырехкратном – на четыре.
Схемы запасовки канатов.
Многие рабочие движения башенных кранов (подъем груза и стрелы, передвижение грузовой тележки), монтаж крана, выдвижение башни осуществляются с помощью канатных систем. Эти системы включают в себя отклоняющие канаты и уравнительные блоки и барабаны соответствующих лебедок. Канаты и блоки во многих случаях объединены в полиспасты, представляющие собой простейшее грузоподъемное устройство, с помощью которого можно поднимать груз с меньшим усилием в канате. Блоки, входящие в полиспаст, по характеру крепления делятся на неподвижные и подвижные. Несколько блоков могут быть объединены в обоймы, которые также подразделяются на подвижные и неподвижные обоймы. Отрезки канатов, которые соединяют блоки обойм, называются ветвями (нитками).
По количеству ветвей (ниток) каната, на которых висит нижняя обойма, различают двух-, трех-, четырехветвевые (ниточные) полиспасты. Количество ветвей характеризует кратность полиспаста. Выигрыш в силе, получаемый от полиспаста, пропорционален кратности. Двухкратный полиспаст дает выигрыш в силе
в два раза (например, в грузовом полиспасте вместо усилия Р, равного весу груза на крюке, тяговое усилие без учета КПД блоков Р/2; четырехкратный дает уменьшение усилия в четыре раза). Объясняется это тем, что в двухкратном полиспасте усилие Р распределено на две ветви, а в четырехкратном – на четыре.
Схемы запасовки грузовых канатов. Грузовые канаты служат для подвешивания рабочего органа – крюковой подвески к стреле или грузовой тележке и подъема (спускания) ее с грузом. Применяют одно-, двух- и четырехкратные запасовки полиспаста этих канатов. Двухкратную запасовку I (рис. 2.14) применяют на кранах как с балочной, так и с подъемной стрелой. При балочной стреле полиспаст состоит из двух неподвижных блоков на грузовой тележке и двух подвижных на крюковой подвеске. Один конец грузового каната закреплен у корня стрелы на клиновой конусной втулке. Пройдя вдоль стрелы и обогнув блок, канат затем опускается на крюковую подвеску, где огибает два ее блока, после чего поднимается на блок и уходит на блок на головке стрелы.
Обогнув блоки стрелы, канат проходит по блокам оголовка башни и уходит на барабан грузовой лебедки. На КБ-408 с поворотной башней канат огибает блок распорки башни и идет на лебедку, находящуюся на поворотной платформе. При такой запасовке краном поднимают груз, почти в два раза превышающий тяговое усилие лебедки, при этом канаты практически не закручиваются под нагрузкой.
На кранах с подъемной стрелой и двухкратным полиспастом выполненным с системой соединенных полиспастов (например, на кранах типа КБ-309 и КБ-405), неподвижные блоки полиспаста находятся не на грузовой тележке, а на головке стрелы, а второй конец грузового каната закреплен на барабане стреловой
лебедки 2. Направление навивки грузового и стрелового канатов на этом барабане встречное, а диаметры соответствующих частей барабана подобраны так, чтобы при подъеме стрелы (когда стреловой канат наматывается на барабан, а грузовой сматывается) груз оставался примерно на одной и той же высоте. Система соединенных полиспастов не только повышает эксплуатационные качества крана, но и позволяет уменьшить мощность привода стреловой лебедки, так как затраты энергии на подъем груза при подъеме стрелы сведены к минимуму.
Четырехкратная запасовка полиспаста II применяется на кранах с повышенной грузоподъемностью. Подвижная обойма полиспаста на крюковой подвеске имеет два блока, с каждого из которых сходят две рабочие ветви каната. Неподвижной обоймой являются блоки на головке стрелы. Переменная запасовка полиспаста (2 .. .4-кратная) применяется на кранах с переменной грузоподъемностью. При такой схеме запасовки могут быть подняты грузы, имеющие в два- четыре раза больший груз, чем тяговое усилие лебедки. На кране с балочной стрелой, например КБ-100.3 111, кратность полиспаста изменяется путем включения в подвижную обойму полиспаста дополнительной блочной обоймы 3. На кранах с балочной стрелой в случае установки ее под углом 30• к горизонту за счет изменения схемы запасовки грузового каната имеется возможность обеспечить перемещение грузовой тележки по наклонно установленной стреле с сохранением горизонтального перемещения груза. С этой целью неподвижный конец грузового каната освобождается от крепления корня стрелы
и закрепляется к задней стороне грузовой тележки 1. При этом в случае перемещения грузовой тележки вверх по стреле высвобождающаяся часть грузового каната идет на увеличение длины подвеса груза (под тележкой). Сочетание угла наклона стрелы 30° (sin 30° = 0,5) и двухкратного грузового полиспаста обеспечивает строго горизонтальное перемещение груза при передвижении грузовой тележки вдоль наклонно расположенной стрелы.
Схемы запасовки стреловых канатов. Стреловые канаты, предназначенные для подвески подъемной стрелой, применяют для маневрового изменения вылета. В систему запасовки стреловых канатов обычно входят тяги стрелового расчала, стреловой полиспаст и анкерные тяги. Стреловой полиспаст кранов с подъемной стрелой и неповоротной башней, как правило, размещен непосредственно над стрелой (рис. 2.15, а). Это простейший многократный полиспаст,
у которого подвижной обоймой 2 являются блоки расчала, связанные со стрелой, а неподвижной обоймой 3 – блоки у оголовка башни. При работе стреловой лебедки канат наматывается на ее барабан, расстояние между обоймами изменяется и стрела меняет угол наклона. У кранов с поворотной башней (рис. 2.15, б), например КБ-100, КБ-403, полиспаст располагается вертикально вдоль задней панели башни. Канат стрелового полиспаста наматывается на барабан стреловой лебедки. При схеме с разгрузочным полиспастом (рис. 2.15, в) стреловой расчал связан непосредственно с подвижной обоймой стрелового полиспаста. Для повышения суммарной вертикальной нагрузки, действующей снизу на распорку, стреловой канат пропускают через неподвижные блоки на распорке, образуя дополнительный разгрузочный полиспаст 6. Такая схема имеет преимущества в том, что при подъеме (монтаже) башни крана (из горизонтального в вертикальное положение) кратность разгрузочного полиспаста суммируется с кратностью стрелового полиспаста. Это позволяет снизить нагрузки в стреловом канате, а следовательно, и мощность привода.
На кранах типа КБ-401, КБ-403 и КБ-405 один конец каната стрелового полиспаста закреплен на монтажном барабане 9, который предназначается для наматывания излишков стрелового каната при работе крана с неполной высотой башни. При наращивании башни на любое число секций с монтажного барабана сматывается необходимое количество каната, после чего барабан вновь стопорят.
При схеме с обратной тягой (рис. 2.15, г) неподвижная обойма стрелового полиспаста связана с обратной канатной тягой 7, которая, огибая нижний блок на поворотной платформе, идет вверх и крепится снизу за распорку. ерх и крепится снизу за распорку. Функцию нижнего блока у ряда кранов (КБР-1, КБ-504) выполняют двуплечие рычаги 8, к концам которых прикреплены анкерные канаты расчала стрелы и канаты натяжения распорки башни. Соотношение плеч рычагов подобрано таким образом, чтобы полностью разгрузить башню от изгибающего момента.
Схемы завасовки канатов выдвижения башни. Для выдвижения башни высоких кранов наращивания (сверху) или подращивания (снизу) применяют полиспасты выдвижения. Так, на кране КБ-504 (рис. 2.16, а) применен сдвоенный полиспаст, работающий от монтажной лебедки 1. Неподвижные обоймы закреплены на поворотной платформе крана. Подвижная обойма 2 через блоки на основании (портале) башни связана канатными тягами с балкой выдвижения башни. Для опускания (подъема) пустой балки (без секции башни) служит канат, один конец которого закреплен на подвижной обойме, а другой проходит через блоки на основании башни и закрепляется на малом (монтажном) барабане грузовой лебедки.
Башни кранов КБ-401 и КБ-403 (рис. 2.16, б) выдвигаются кареткой 5, которая является подвижной обоймой полиспаста выдвижения. Неподвижные блоки полиспаста закреплены в верхней части портала. Канат наматывается на грузовую лебедку, с которой предварительно снимают грузовой канат. Башня крана КБ-308А (рис. 2.16, в) выдвигается с помощью люльки 9, которая перемешается по направляющим основания башни. Этой же люлькой очередная секция башни кантуется из горизонтального положения в вертикальное и подается к башне для пристыковки к предыдущей.
Схема запасовки тележечных канатов. Используются для передвижения грузовых тележек по стреле. На кранах с балочными стрелами, на которых вылет изменяется за счет перемещения грузовой тележки 2, тележка перемешается по стреле тележечными канатами (рис. 2.17, а). Обычно применяют два каната, концы которых закреплены к тележке и к барабану тележечной лебедки 1 навстречу друг другу. При вращении барабана один канат сматывается с барабана, другой наматывается на него. В зависимости от расположения тележечной лебедки (на противовесной консоли или на стреле) применяют различные схемы запасовки.
Тележечные канаты кранов КБ-504, КБ-676 и КБ-403 (рис. 2.17, б-г) запасовывают по той же принципиальной схеме. Лебедки этих кранов расположены на стреле или кронштейне башни, в связи с чем уменьшено число отклоняющих блоков. На кране КБ-504 для лучшей намотки каната на барабан увеличено расстояние до первого блока – введен отклоняющий блок, а на КБ-403 – отводной ролик 4. Отклоняющий блок позволяет избежать больших углов схода
каната с барабана, что неизбежно возникает при подходе грузовой тележки к лебедке. При длинных стрелах и соответственно большой длине барабана при подходе грузовой лебедки к барабану угол схода каната с края барабана может достигать более 10° (вместо допустимых 4 … 6° – при барабанах с нарезкой и 1 … 2° – при гладких барабанах), что приведет к преждевременному выходу каната из строя. При большой длине канатов, что вызвано длинными (30 … 40 м) стрелами для выборки слабины канатов, приходится применять два натяжных барабана с храповыми устройствами. В этом случае каждый тележечный канат крепят к натяжному барабану, установленному на конце тележки.
Схемы запасовки канатов вспомогательных устройств. На башенных кранах канаты применяют для ограничителей высоты подъема, в подъемнике машиниста (крановщика), для натяжения кабельного барабана и др. В канатной системе ограничителя высоты подъема (рис. 2.18, а) канат проходит вдоль балочной стрелы. Один конец каната заделан на конце стрелы неподвижно, другой – пропущен через отклоняющие блоки на грузовой тележке, через блок (блоки) грузика и у основания стрелы закреплен за рычаг. Второй конец рычага связан с концевым выключателем. За счет веса грузика канат находится в натянутом положении до тех пор, пока крюковая подвеска не поднимет грузик, находящийся между ветвями грузового каната. При подъеме грузика канат ослабевает и рычаг поворачивается за счет усилия пружины выключателя. Электрическая цепь питания грузовой лебедки при этом размыкается. Такая конструкция ограничителя применяется на большинстве кранов с балочными стрелами.
Механизмы поворота.
Механизм поворота предназначен для вращения поворотной части крана вокруг вертикальной оси. По компоновке механизмы поворота могут быть разделены на две группы: с горизонтальным и вертикальным расположением двигателя. Механизм поворота с горизонтально распложенным двигателем имеют, например, краны типа БКСМ и кран-погрузчик КП-8. Унифицированные механизмы поворота кранов серии КБ предназначаются не только для вращения поворотной части крана при работе, но и для поворота ходовой рамы при разворотах мобильного крана во время транспортирования его в виде прицепа-автопоезда. Краны серии КБ выпускаются с двумя типами механизмов поворота планетарным и цилиндрическим. В комплект механизма независимо от типа входят одни и те же основные части: фланцевый электродвигатель 2, тормоз 1, редуктор с исполнительной открытой шестерней 11 или звездочкой механизма на выходном валу (рис.2.19). Тормоз на этих механизмах специальный с двумя электромагнитами МО-ЮОБ. Каждая колодка тормоза управляется своим электромагнитом. Рама тормоза крепится к лапам электродвигателя. Планетарный механизм (рис. 2.19, а) ставят на высотные краны типов КБ-674, КБ-676. В этом исполнении тормоз механизма заменен на дисковый, встроенный в корпус электродвигателя.
Цилиндрический унифицированный механизм поворота (рис. 2.19, б) крепится к поворотной платформе не только лапами 14, но и проточкой нижней части корпуса редуктора 1 О, входящей в расточенное отверстие кронштейна поворотной платформы. Крепление цилиндрического механизма на поворотной платформе выполнено жестко с помощью трех кронштейнов. Нижний кронштейн имеет расточенное отверстие, в которое входит горловина корпуса редуктора. Лапы корпуса крепятся болтами к двум другим кронштейнам. Механизм устанавливают и снимают, одновременно надевая или снимая шестерню 11 выходного вала, имеющую зацепление с опорно-поворотным устройством. Шестерни верхних передач смазываются с помощью шиберного насоса 4. Для контроля за работой насоса в верхней крышке подшипника вала есть смотровое стекло 12. Механизм оборудован двухступенчатым тормозом с раздельно управляемыми колодками.
Двухступенчатая конструкция тормоза позволяет повысить плавность работы механизма. Первая ступень торможения (одна колодка накладывается на шкив) осуществляется при работающем электродвигателе и служит для предварительного притормаживания механизма, вторая ступень (вторая колодка накладывается на шкив) вступает в работу при остановке электродвигателя. Совместная работа обеих колодок позволяет удерживать кран в заданном положении. При прекращении работы крана и переводе его в нерабочее состояние машинист (крановщик) обязан растормозить механизм, для того чтобы кран в нерабочем состоянии под действием ветра мог свободно вращаться, разворачиваясь по ветру. Это снижает подветренную площадь крана и тем самым повышает его устойчивость. Для разворота ходовой рамы вместе с подкатной осью при перевозке крана или повороте башни при аварийном состоянии вал
механизма поворота можно вращать вручную безопасной рукояткой, надеваемой при необходимости на тормозной шкив. На период работы колодки тормоза безопасной рукояткой отводят отжимными планками, расположенными на концах рычагов. Момент, раскручивающий механизм при наезде колеса подкатной
тележки на препятствие, гасится механизмом безопасной рукоятки, не передавая вращение на нее.
Опорно-поворотные устройства.
Опорно-поворотное устройство (ОПУ) предназначено для обеспечения вращения поворотной части крана при одновременной передаче вертикальных и горизонтальных нагрузок, а опрокидывающего и крутящего моментов с поворотной части крана на неповоротную. В кранах применяется в основном четыре типа поворотных устройств: два с разнесенными по высоте опорами: типа «колокол» или «стакан», остальные – с плоскими опорами в виде шарикового или роликового кругов.
В опорно-поворотных устройствах типа «колокол» и “стакан” (рис. 2.20, а, б) опора, которая воспринимает и горизонтальные, и вертикальные нагрузки, выполнена в виде радиально-упорного подшипника 2, другая – в виде кольцевого бандажа 1, по которому катятся не менее четырех опорных катков. При больших нагрузках соседние катки для равномерного распределения усилий между ними попарно объединяют в балансирные катковые тележки.
Для выбора радиальных зазоров между катками и бандажом, а также для регулирования положения поворотного оголовка относительно бандажа неповоротного оголовка палец катка или балансира выполняют эксцентриковым с приспособлением, позволяющим фиксировать его в любом положении. Опорно-поворотные устройства типа “Поворотный оголовок” с плоскими опорами (рис. 2.20, в) в виде шариковых и роликовых кругов 3 представляют собой шариковые или роликовые подшипники больших размеров. Эти круги компактны (имеют малые высоту и массу, свободное внутреннее пространство), надежны, долговечны, просты в обслуживании. Поэтому за последние годы почти полностью перешли на производство этих опорно-поворотных устройств. Из указанных ОПУ в настоящее время наибольшее распространение получило опорно-поворотное устройство виде роликовых однорядных кругов (см. рис. 1.22), которые при небольтих габаритны размерах и массе обладают во многих случаях большей несущей способностью, чем двухрядные шариковые.
Ролики в однорядном круге размещают в одном желобе крест-накрест, благодаря чему ролики, движущиеся, например, по первой паре дорожек, воспринимают нагрузки от момента в сторону стрелы, а по второй паре дорожек – нагрузки в сторону противовеса, возникающие при снятии нагрузки с крюка. Однако такие опорно-поворотные устройства обладают ограниченной несущей способностью.
Механизмы передвижения.
Механизмы передвижения башенных кранов весьма многообразны и зависят от типа ходового оборудования. Наиболее распространены башенные краны на рельсовом ходу. Имеются башенные самоподъемные краны, у которых перемещение крана осуществляется по вертикали по мере роста здания. По числу опор рельсовые краны выполняются либо четырех-, либо трехопорными. В зависимости от грузового момента и, как следствие, нагрузок на опору краны могут выполняться с четырьмя двухребордными колесами, 8, 12, 16 и большим числом колес (до 32 штук).
При четырехколесном ходовом устройстве положение осей колес жестко зафиксировано по отношению к ходовой раме. При наличии нескольких колес под опорой, жестком их креплении за счет допустимых продольных и поперечных уклонов путей и неодинаковой жесткости основания кранового пути и самих рельсов может произойти перегрузка как отдельных колес, так и рельсового пути. Поэтому при большом числе колес под опорой они крепятся к ходовой раме на балансирах, позволяющих равномерно распределить нагрузку, действующую на опору крана, на все колеса. Балансиры имеют еще и то преимущества перед жестким креплением колес, что они выполнены на шкворнях с вертикальной осью вращения. Это позволяет ходовым балансирным тележкам поворачиваться в плане, облегчая прохождение крана по закруглениям пути. По условиям сцепления колес с рельсом для передвижения крана обычно требуется, чтобы примерно 50 % всех колес бьmи бы приводными (ведущими) колесами. Расположение приводных (ведущих) ходовых колес и тележек бывает двустороннее – на разных рельсах и одностороннее – на одном рельсе.
При расположении ведущих колес на разных рельсах кран движется более ровно, без перекосов. Однако при движении по путям с закруглением ходовые колеса, движущиеся по внутреннему рельсу, пробуксовывают и изнашиваются, поэтому чаще устраивают привод на колеса, расположенные на одном рельсе (односторонний привод). Небольшие краны, опирающиеся на рельс лишь четырьмя ходовыми колесами (без балансирных тележек), обычно имеют привод на два колеса от одного механизма передвижения. При большем количестве колес, когда их приходится объединять в тележки, привод удобнее располагать непосредственно на тележке. Такую тележку называют ведущей, а без привода – ведомой. Обычно краны с грузовым моментом до 200 т · м комплектуют двумя
ведущими и двумя ведомыми тележками.
Механизмы передвижения кранов серии КБ имеют моноблочную конструкцию с трехопорным самоустаналивающимся креплением (рис. 2.21). Двумя опорами являются подшипники выходного вала редуктора 7 (промежуточного вала тележки), причем подшипник зафиксирован в осевом направлении. Третьей оnорой
служит проушина редуктора. Эта опора воспринимает крутящий момент и удерживает механизм от проворачивания вокруг выходного вала. При неточности сборки вала и редуктора возможные накачивания редуктора компенсируются опорой, дающей две степени свободы. Моноблок привода состоит из фланцевого электродвигателя, глобоидною редуктора и тормоза, смонтированных в единый агрегат ПК-6,3.
На кранах КБ-100, КБ-401, КВ-405, КБ-408 с грузовым моментом до 200 тм (рис. 2.21, а) приводной агрегат расположен сбоку от рамы тележки. Электродвигатель 4 имеет фланцевое исполнение и соединен с корпусом редуктора 7 через промежуточную деталь – фонарь, также имеющий фланец. На валу электродвигателя посажена цилиндрическая шестерня с косым зубом, находящаяся в зацеплении с шестерней быстроходного ( глобоидного) вала редуктора. Подбирая соотношение зубьев этой пары шестерен, можно изменять общее передаточное отношение всего агрегата. На другом конце быстроходного вала редуктора закреплен тормозной шкив, который охватывает колодки тормоза, закрепленного на кронштейне, привернутом к нижним лапам редуктора. Глобоидный редуктор имеет неразъемный корпус со смонтированной в нем на подшипниках червячной парой. Червяк расположен под червячным колесом, что гарантирует ему лучшее смазывание и отвод теплоты. Корпус редуктора и фонарь имеют для масла заливные и сливные пробки. Вал червячного колеса –
пустотелый со шлицами внутри, которыми он соединяется с промежуточным валом тележки. На втором конце промежуточного вала закреплена на шлицах ведущая шестерня открытой передачи. Две ведомые шестерни посажены на валы ходовых колес таким образом, что оба ходовых колеса являются ведущими.
Приводной агрегат устанавливают так, чтобы ось электродвигателя располагалась не горизонтально, а была приподнята под небольшим углом, чтобы масло, залитое в фонарь редуктора, не попало в щеточный механизм двигателя. Агрегат удерживается в определенном положении за счет проушины тележки, с которой редуктор агрегата соединен через резиновый амортизатор.
Ведущая унифицированная ходовая тележка грузоподъемностью 72 т (см. рис. 2.21) состоит из сварной рамы 2, к которой крепятся два колеса и приводной агрегат. В верхней части рамы есть шарнирный шкворень 1 для соединения с флюгером ходовой рамы крана. Наличие шкворня позволяет тележке поворачиваться в плане относительно флюгера при движении крана по закруглениям, а также приводить ее в транспортное положение для перебазирования крана. Конструкция шкворня допускает перемещение тележки по вертикали в пределах 60 мм по отношению к флюгеру, что уменьшает опасность схода крана с рельсов из-за неравномерных просадок и неточностей в укладке пути. Подшипники ходовых колес закретmены в съемных буксах, что позволяет легко выкатывать колесо в сборе с валом и буксами для замены при поддомкрачивании тележки.
Шестерни открытой передачи закрыты кожухом. Два сбрасывающих плужка 5 тележки убирают с рельса оказавшиеся там предметы. Один из торцов тележки оснащен буфером 3 с резиновым амортизатором, который предназначен для восприятия нагрузки при наезде на ударный тупиковый упор, установленный в конце кранового пути. Центральный рельсовый захват 8 с винтовой затяжкой размещен между колесами непосредственно под шкворнем. Благодаря этому ходовой тележке достаточно одного захвата. Захват имеет губки, постоянно подведенные под головку рельса, которые препятствуют
сходу крана с рельсов и развороту тележки при отрыве ее от рельса, когда кран работает на плохо уложенных путях. На многих кранах серии КБ установлены полуавтоматические захваты 1 без винтовой затяжки (рис. 2.22). Захват состоит из литых губок, соединенных шарнирно между собой. На торцах губок есть выступы, которыми захват опирается на заплечики в центральном проеме ходовой тележки. Принцип действия захватов заключается в следующем. При отрыве тележки рельса направление равнодействующих усилий прижима проходит сбоку шарнира подвеса губок, создавая момент в сторону затяжки губок.
Чем больше будет усилие прижима, тем сильнее будет затяжка губок. Рабочая часть губки в плане имеет большие пологие фаски, позволяющие без заеданий проходить стыковые накладки рельсов. В связи с тем что полуавтоматические захваты не предусмотрены для удержания крана от угона ветром, совместно с ними применяют либо откидные винтовые захваты, либо противоугонные клинья 3 (рис. 2.22).
Противоугонные устройства представляют· собой металлические клинья с приваренной ручкой. Во время работы крана клинья 3 располагаются на металлоконструкции тележки, а для остановки крана и закрепления ero в нерабочем состоянии клинья 6 подводятся под ходовое колесо.
Кабины управления, аппаратные кабины.
Кабина управления является рабочим местом машиниста (крановщика) при выполнении им операций по перемещению груза
или крана. Аппаратная кабина служит для размещения электроаппаратуры- создания необходимого для нормальной работы аппаратуры микроклимата и облегчения условий работы обслуживающего персонала. Кабина управления устанавливается на всех башенных кранах с грузовым моментом более 30 т· м. Из кабины машинист (крановщик) управляет всеми механизмами, наблюдает за перемещениями груза и обстановкой на строительной площадке. Для защиты от внешней среды (влияние температуры, атмосферные осадки, ветер) кабины выполняют закрытыми со всех сторон. По конструкции и месту расположения на кране кабины управления бывают выносные и встроенные. Встроенные кабины применяются на кранах, где размеры башни позволяют разместить кабину внутри башни. Кабины при перевозке кранов размещаются полностью внутри башни, а при работе кабины частично выходят спереди (со стороны стрелы) за пределы раскосной решетки, что облегчает машинисту (крановщику) наблюдение за грузом.
Выносные кабины расположены вне металлоконструкций крана (башни, оголовка, машинного отделения). Они выполнены как самостоятельная сборочная единица и могут при необходимости заменяться. Выносной считают также кабину, если она размещена внутри башни, имеющей в поперечном сечении размеры более 1,8 х 1,8 м (например, на кранах КБ-405, КБ-504) и может быть извлечена из башни целиком для ремонта и замены.
У мобильных башенных кранов, транспортируемых с кабиной, на боковой стенке или крыше кабины установлены дополнительные крепления. При установке встроенной кабины внутри башни кабину устанавливают на тележку, катки которой закреплены в направляющих площадки башни. Для транспортирования, монтажа и выдвижения башни кабину задвигают внутрь башни, а для работы в целях улучшения обзорности кабину выдвигают в крайнее переднее положение. От места расположения кабины на кране зависит удобство работы машиниста (крановщика) и производительность крана.
Наиболее удобно, когда кабина находится как можно ближе к стреле и поворачивается вместе с поворотной частью (башней или оголовком и стрелой). Такие кабины установлены на кранах серии КБ. Из этих кабин машинист (крановщик) имеет возможность, не вставая с сиденья, постоянно видеть крюк при любом
его положении и всю подстреловую зону крана. Наиболее удобны и распространены выносные унифицированные кабины, применяемые на кранах серии КБ (рис. 2.23, а, б). Кузов унифицированных кабин состоит из трех стенок, крыши и пола. Стенки и крыша имеют две оболочки: наружную из металлического листа, внутреннюю из фанеры и слоистого пластика. В пазах между оболочками заложен утеплитель. Металлический каркас, к которому крепятся оболочки кузова, придает кабине жесткость. Пол выполнен из досок, поверх которых уложены фанера и линолеум. Площадь кабины – 2 метра квадратных.
В стенках и двери имеются окна, что увеличивает сектор обзора и улучшает освещенность в кабине. Заднее окно предназначено для наблюдения за канатными полиспастами, а открывающееся окно в правой стенке служит для проветривания, переговоров и наблюдения за окружающими высокими предметами,
а при необходимости – для осмотра строительной площадки и путей под кабиной. Переднее окно 7 (фонарь) кабины представляет собой металлический каркас из гнутого профильного металла, в проем которого вставлены на резиновых плотнениях трехслойные безопасные стекла. Передние (основные) стекла фонаря называются лобовыми 3. Через них машинист (крановщик)
наблюдает за рабочей зоной крана (подстреловое пространство, где может находится крюк с грузом на любой высоте). Основное различие фонарей в том, что для низких кранов лобовые стекла- вертикальные, а для высоких- одно стекло наклонное:. а под ним вместо второго стекла установлен пространственный короб (из глухих панелей с выступами для ног), утопленный внутрь кабины. Лобовое стекло своей нижней узкой частью подходит к коленям сидящего машиниста (крановщика) и позволяет ему при небольшом наклоне корпуса вперед смотреть вертикально вниз. При этом машинист (крановщик) может
пользоваться регулируемым по высоте поручнем. Стекло защищено с боков щитками от бокового ветра, дождя и снега. Открывающиеся лобовые окна кабин оборудованы стеклоочистителями 4. У кабины для высоких кранов; кроме того, есть стеклоочиститель и на верхних стеклах фонаря, а для протирки наружной поверхности лобовое окно можно поворачивать на 180° вокруг горизонтальной оси. При этом наружная поверхность стекла будет обращена внутрь кабины.
В кабинах установлено мягкое анатомическое кресло 1, перемещаемое по направляющим, закрепленным на полу, по горизонтали и высоте, спинка может изменять наклон. Это позволяет подгонять кресло по фигуре машиниста (крановщика). Направляющие на полу, кроме того, дают возможность отодвигать кресло назад во время обслуживания и ремонта электроаппаратуры управления и педалей. Аппаратура и пульт управления в унифицированных кабинах размещены примерно одинаково независимо от типа крана.
Направление движения рукояток, рычагов или маховиков контролеров и командоконтроллеров, установленных в кабине крана, как правило, соответствует направлению вызываемых ими движений (рис. 2.24). Включение машинистом (крановщиком) рукояток в направлении от себя соответствует опусканию груза
(стрелы) или повороту вправо, а включение рукояток на себя – подъему груза (стрелы) или повороту крана влево. Кабина крана поворачивается вместе с башней, поэтому движение крана вперед и назад может не совпадать с положением кабины относительно строительной площадки. В связи с этим при работе на кранах с поворотной кабиной рекомендуется условно принимать начальным любой из торцов кранового пути, чтобы движение крана от
него соответствовало направлению вперед, а к нему – направлению назад. В зависимости от конструкции крана и схемы электропривода управление механизмами кранов различных типов имеет свои особенности.
Подробные сведения об управлении приводятся в Руководстве по эксплуатации крана завода-изготовителя, а также изложены в подразд. 8.4. Справа от машиниста (крановщика) расположены рычаги управления механизмами: подъема (спереди) и передвижения крана (сзади); слева- соответственно поворота и изменения вылета. При наличии спаренных рычагов управления, когда один рычаг управляет двумя механизмами, направление движения рычага “вперед-назад” используют для управления механизмами подъема и изменения вылета, а “вправо-влево”- для управления механизмами передвижения крана и поворота.
В кабине устанавливают нагревательные устройства (печки, тэны), которые обеспечивают нагрев воздуха кабины зимой до
положительной температуры за 30 мин. На крыше или над крышей кабины устанавливают кондиционер. Для подъема машиниста (крановщика) к кабине в верхней части башни крана, у которого высота до кабины составляет более 55 м, предусмотрен специальный подъемник. По принципу работы и расположению привода такой подъемник аналогичен пассажирскому лифту.
Приборы и устройства безопасности.
Приборы и устройства безопасности различаются по своему назначению и исполнению. Прибор безопасности на башенном кране является измерительным, контролирующим, блокирующим, сигнальным или информационным устройством для защиты крана при возникновении опасных условий эксплуатации (например, ограничители, указатели и т.п.). Устройство безопасности является механическим модулем устройством, служащим для повышения безопасной эксплуатации крана (например, тупиковые упоры, опорные детали, устройства от запрокидывания стрелы и т.п.).
К приборам и устройствам безопасности следует отнести:
• ограничители рабочих движений;
• ограничитель грузоподъемности (грузового момента);
• ограничитель скорости движения подъемника;
• реле обрыва одной из фаз;
• анемометр;
• указатель вылета;
• звуковой сигнальный прибор;
• блокировочные устройства.
Ограничители рабочих движений. Служат для автоматической остановки при случайном приближении движущихся частей крана к их предельным положениям. На башенных кранах устанавливают ограничители предельного положения рабочих движений:
- высоты подъема груза;
- глубины опускания груза;
- угла наклона стрелы;
- пути перемещения грузовой тележки;
- пути передвижения крана;
- угла поворота и др.
За последние годы краны стали оснащать регистраторами нагрузок (типа “черный ящик”) и приборами координатной защиты для работы в стесненных условиях. Ограничитель высоты подъема (рис. 2.25, а) представляет собой систему, отключающую грузовую лебедку при приближении крюковой подвески к стреле на опасное расстояние. После остановки грузовой лебедки зазор между верхней частью крюковой подвески и стрелой должен составлять не менее 200 мм. Ограничитель высоты подъема представляет собой рычажный концевой выключатель 1 и грузик 3, соединенные между собой канатом 4 малого диаметра. При приближении крюковой подвески 5 к стреле 6 верхняя опорная поверхность подвески упирается в подвешенный грузик 3 и приподнимает его, снимая натяжение в канате, на котором подвешен грузик. Под действием пружины концевого выключателя его рычаг повернется и разорвет контакты цепи управления, отключив двигатель грузовой лебедки.
В кранах с подъемной стрелой канат, связывающийu грузик с рычагом концевого выключателя, огибает криволинейную направляющую на головке стрелы, позволяющую ограничителю работать при любом угле наклона стрелы. В кранах с балочной стрелой канат огибает ряд блоков, которые позволяют грузику при передвижении грузовой тележки постоянно находится на одном и том же удалении от стрелы.
Ограничитель глубины опускания (рис. 2.25, б) устанавливается на тех кранах, где возможно опускание груза ниже паспортных значений. В качестве ограничителя используется шпиндельный концевой выключатель типа ВУ-250, вал которого кинематически связан с валом грузовой лебедки. Ограничитель срабатывает тогда, когда на барабане грузовой лебедки остается 1,5 витка каната. Ограничители угла наклона стрелы (рис. 2.25, в), пути перемещения грузовой тележки (ограничитель вылета) служат для автоматической остановки стреловой лебедки (тележечной лебедки) перед подходом стрелы 6 (тележки) к одному из конечных положений. На кранах с грузовой тележкой ограничитель вылета обычно выполняют с помощью шпиндельного концевого выключателя ВУ-250, вал которого связан цепной передачей с валом редуктора грузовой тележки.
На ряде кранов с балочной стрелой ограничитель вьmета выполнен с концевыми выключателями, установленными на стреле в начале и конце пути передвижения тележки, а отключающий упор устанавливается на самой тележке. На кранах с подъемными стрелами концевой выключатель 1 ограничителя
вылета связан со стрелой и срабатывает в момент, когда стрела подходит к максимальному или минимальному рабочему вылету.
Ограничитель пути передвижения крана (рис. 2.25, г, д) служит для автоматической остановки механизма передвижения перед подходом крана к тупиковым упорам. Ограничитель состоит из концевого выключателя 1, укрепленного на ходовой тележке крана и отключающего устройства в виде выключающей линейки 9 или упора 10, установленных на крановом пути.
Работа ограничителей заключается в следующем. При движении крана в направлении к тупиковому упору рычаг концевого выключателя поворачивается отключающим устройством, вследствие чего контакты выключателя размыкают электрическую цепь механизма передвижения крана. Конструкция отключающего устройства зависит от типа примененного концевого выключателя. Выключающие линейки 9 устанавливаются в случаях оборудования крана концевым выключателем КУ-701 с возвратным устройством, под действием которого рычаг выключателя, будучи выведен из
рабочего положения, возвращается самостоятельно в это положение после снятия усилия на рычаг. При использовании концевого выключателя КУ-704, не имеющего возвратного устройства, применяются отключающие упоры 10. У выключателя КУ-704 рычаг может находиться в трех положениях: рабочем и двух отключенных. Рычаг поворачивается в отключенное положение и возвращается в рабочее при обратном движении крана.
Ограничитель угла поворота (рис. 2.25, е) служит для автоматической остановки механизма поворота после совершения краном с бескольцевым токоприемником определенного числа оборотов (обычно не больше трех), считая от одного из крайних положений. В ограничителе поворота применен шпиндельный концевой выключатель ВУ-250А 1, вал которого через встроенный в выключатель редуктор (с передачей 1 : 50) с помощью шестерни 8 связан с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства. Концевой выключатель крепится на кронштейне к поворотной платформе 7. Вращение крана вызывает поворот вала концевого выключателя и размыкание контактов выключателя при достижении валом определенного положения. Ограничитель регулируют
изменением положения кулачковых шайб в выключателе.
Ограничитель грузоподъемности (грузового момента). Служит для защиты крана от перегрузки и опрокидывания. Нормально отрегулированный ограничитель должен отключать привод грузовой лебедки или механизма изменения вылета, не допуская подъема груза, превышающего заданную грузоподъемность на любом вылете: более 15 % – для башенных кранов с грузовым моментом до 20 тм и 10 % – для остальных кранов. На ряде кранов с грузовой характеристикой, имеющей участок с постоянной грузоподъемностью и участок с переменной грузоподъемностью, в зависимости от вылета применяют по два ограничителя: ограничитель грузоподъемности и ограничитель грузового момента. Конструкция ограничителей разнообразна: механические, электромеханические и микропроцессорные.
Простую схему ограничителя грузоподъемности механического типа (рис. 2.26, а) имеет кран-погрузчик КП-8 с грузоподъемностью 8 т на всех вылетах. Рычаг 2 ограничителя посажен на ось 1 эксцентрично сидящего ролика, являющегося коушем на не подвижном глухом конце грузового каната 5.
При возникновении нагрузки в грузовом канате рычаг стремится повернуться, чему препятствует упор, удерживаемый пружиной 3. При превышении нагрузки в канате сверх номинальной пружина сжимается, рычаг поворачивается и своим верхним концом упирается в шток микропереключателя (концевого выключателя 4), который и отключает грузовую лебедку.
Тиnичным представителем электромеханического ограничителя грузоподъемности является ограничитель ОГП-1 (рис. 2.26, б), имеющий датчик усилия (ДУС), датчик угла, или положения грузовой тележки (ДУГ), релейный блок и панель сигнализации. Этот ограничитель имеет массовое распространение на кранах, находящихся в эксплуатации.
Датчик усилия (рис. 2.26, в)- это, по существу, динамометр, преобразующий посредством рычажной системы и потенциометра усилие, действующее на динамометрическое кольцо в пропорциональный электрический сигнал. Датчик установлен в стреловом расчале 7 у головки стрелы 9 или в другом элементе, нагрузка в котором зависит от величины нагрузки на крюке. Необходимое соотношение между усилием в стреловом расчале и усилием,
действующим на датчик, устанавливается с помощью регулировочной стяжной гайки, фиксируемой контргайками. Датчик помещен в металлическом корпусе водозащищенного исполнения. Датчик угла наклона стрелы (рис. 26.6, г) представляет собой потенциометр, преобразующий посредством кулачка, рычажной
системы и ползуна угол наклона стрелы в пропорциональный электрический сигнал. Датчик 8 установлен на кронштейне башни соосно с опорным шарниром стрелы и приводится в действие с помощью рычага и пальца, закрепленного к металлоконструкции стрелы. Необходимый рабочий участок кулачка фиксируется установкой в соответствующее отверстие болта, закрепляющего рычаг на фланце 10. Датчик помещен в металлическом корпусе водозащищенного исполнения.
Релейный блок предназначен для сравнения электрического сигнала от датчика усилия с сигналом от датчика угла и выдачи соответствующих команд на панель сигнализации и к исполнительным органам крана. На передней панели блока расположены переключатель характеристик, предохранитель и тумблер. Внутри релейного блока размещены реле, конденсаторы, постоянные резисторы и настроечные потенциометры.
Панель сигнализации- индикаторное устройство, позволяющее наблюдать по шкале миллиамперметра степень загрузки крана, а по сигнальным лампам – включенное состояние исполнительного устройства. Релейный блок и панель сигнализации помещены в ящиках закрытого исполнения и установлены в кабине управления.
Работа ограничителя ОГП-1 основана на сравнении электрического сигнала датчика усилия, пропорционального усилию в стреловом расчале, с величиной электрического сигнала, задаваемого датчиком угла и определяющего допустимое усилие. На кранах с балочной стрелой датчик усилия может устанавливаться на распорке. Усилие в грузовом канате, огибающем отводнои блок на распорке, создает через систему рычагов пропорциональное растягивающее усилие в упругом элементе датчика. Деформация упругого элемента воздействует на потенциометрический преобразователь датчика усилия. Датчик угла на этих кранах связывают с помощью приводного концевого выключателя с валом барабана грузовой тележки. Вращение барабана лебедки через червячный редуктор концевого выключателя преобразуется в поворот кулачка датчика на угол, пропорциональный вылету крана.
На современных кранах широко применяются микропроцессорные ограничители грузоподъемности, схема работы которых аналогична работе ОГП-1. Представителем такого ограничителя является микропроцессорный ограничитель нагрузки ОНК-МП-110, который состоит из блока обработки данных и релейного блока, работающих от датчиков усилия, вылета и скорости ветра. Ограничитель позволяет визуально по трем цифровым индикаторам оценивать основные параметры работы башенного крана: вылет; максимальную массу груза, разрешенную при данном вьmете; загрузку крана по грузовому моменту в процентах; массу груза на крюке; скорость ветра.
При достижении нагрузки крана величины, равной 90 % от номинальной, выдаются звуковой и световой сигналы, а при перегрузке вьдаются световой сигнал и сигнал на отключение приводов крана. Звуковой сигнал также выдается при скорости ветра, равной 75 % от допустимой. Кроме того, ОНК-МП-110 осуществляет функции запрета при переходе на повышенную скорость перемещения грузов, превышающих установленную для этого режима массу. ОНК-МП-110 обеспечивает автоматическую самодиагностику, осуществляющую контроль исправности датчиков и встроенных в блок обработки данных элементов.
Ограничитель скорости движения подъемника. Устанавливается в системе привода подъемника для автоматическом его остановки, в случае если скорость движения превысит номинальную более чем на 15%. При срабатывании ограничителя отключается привод и срабатывают ловители, останавливающие кабину в направляющих подъемника.
Реле обрыва одной из фаз. Предназначается для защиты от падения груза и (или) стрелы при обрыве любой из фаз питающей электрической сети. При срабатывании реле отключаются электродвигатели подъема груза и стрелы, снимается напряжение с катушки электромагнита тормоза или обмоток двигателя гидротолкателя, происходит срабатывание тормозов этих механизмов и стопорение положения груза или стрелы.
Анемометр. Устанавливают на кранах (рис. 2.27) для измерения мгновенной скорости ветра, автоматического определения опасных по совместному воздействию скорости и продолжительности порывов ветра и включения аварийных звукового и светового сигналов для предупреждения машиниста (крановщика). Конструкции анемометров достаточно многообразны. Наиболее современным является анемометр АС-96. Этот анемометр показывает значение скорости ветра, м/с, при 2-минутном осреднении (при 3 … 5-секундном осреднении- на других анемометрах), что соответствует значениям ветра, принятым в расчетах крана по ГОСТ 1451-77 на ветровые нагрузки.
Типовая конструкция анемометра состоит из датчика скорости ветра и измерительного пульта. Датчик устанавливают вертикально в верхней части металлоконструкции крана (на оголовке 4) так, чтобы вертушка датчика свободно обдувалась ветром при любом его направлении, и защищают от атмосферных разрядов штырем молниеприемника 2. С измерительным пультом, который установлен в кабине управления крана, датчик связан экранированным кабелем. Работа анемометра основана на преобразовании скорости ветра в электрический сигнал, передаваемый от датчика на пульт. Скорость ветра измеряется трехлопастной вертушкой, которая механически соединена с тахогенератором. Поступивший от тахогенератора электрический сигнал подвергается анализу в измерительном пульте.
На передней панели измерительного пульта установлены указатель скорости ветра, кнопка разблокирования выходного реле измерительного пульта и три сигнальных лампы: белая, желтая, красная. Белая лампа загорается при включении анемометра в сеть, желтая – при увеличении скорости ветра до предельно допустимой величины, красная – если длительность порывов ветра при предельно допустимой скорости становится такой, при которой работу крана нужно прекратить. При этом выходное реле анемометра становится на самоблокировку. В исходное (рабочее) состояние схему измерительного пульта возвращают с помощью кнопки разблокирования реле, после того как скорость ветра уменьшается. Указатели на кранах предназначаются для информации машиниста (крановщика) о величинах вьmета, допустимой грузоподъемности для конкретных вылетов и др. параметрах.
Указатель вылета. Указатель вылета принудительного действия (рис. 2.28, а), установленный на кранах с подъемной стрелой, состоит из вала, соединенного с кронштейном на стреле 1 через рычаг и тягу 3. На валу укреплена стрелка 4, указывающая вылет по градуированной шкале 5. Указатель регулируют изменением длины тяги с помощью сгона.
Имеются указатели в виде свободно подвешенной стрелки 4 (рис. 2.28, б), которая показывает величину вьmета на шкале 5 и соответствующую ей величину допустимой грузоподъемности на шкале 7. На кранах с балочной стрелой указатели вылета (указатели положения грузовой тележки) устроены аналогично указателю числа оборотов барабана грузовой лебедки. Поводок потенциометра у этих указателей связывается с барабаном лебедки грузовой тележки, а на шкале вольтметра указывается вылет.
На ряде кранов применяется указатель вskета, выполненный с помощью сельсинов. Сельсин-датчик связан механической передачей с барабаном лебедки грузовой тележки. Сельсин-приемник установлен в кабине и имеет шкалу с указанием вылета. Поворот на некоторый угол сельсин-датчика вызывает поворот на такой же угол сельсин-приемника. В качестве указателей применяют также таблички с указанием вылета, вывешиваемые под стрелой и выполненные так, чтобы они были хорошо видны с рабочего места машиниста (крановщика).
Звуковой сигнальный прибор. Башенные краны снабжают звуковым сигнальным прибором, звук которого должен быть хорошо слышен в местах перемещения и отличаться по тональности от автомобильного сигнала. Звуковой сигнал подается машинистом (крановщиком) перед началом работы механизмов крана и служит для предупреждения персонала, находящегося на стройплощадке о начале работы крана. Прерывистым звуковым сигналом оснащается также кабина подъемника. При этом сигнал включается автоматически одновременно с началом движения кабины и прекращается при ее остановке.
Блокировочные устройства. Предназначаются для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при различного рода работах на кране. У кранов с неповоротной башней для предупреждения зажатия людей при переходе их с поворотной на неповоротную часть крана имеется блокировочное устройство, автоматически отключающее механизм поворота до перехода персонала с одной части на другую. Блокировочное устройство предусмотрено и в том случае, если на кране имеется возможность управления краном с двух рабочих постов (из кабины либо с выносного пульта управления). При управлении краном с одного из этих постов блокировочное устройство предохраняет электрическую цепь крана от возможности работать с другого поста. Автоматическим замком с блокировочным выключателем снабжают также и дверь кабины подъемника для исключения возможности начала движения кабины с открытой или не полностью закрытой дверью.
К устройствам безопасности башенных кранов следует отнести:
• тупиковые упоры;
• противоугонные устройства;
• сбрасывающие щитки;
• буферные устройства;
• опорные детали;
• устройства против выхода каната из ручья блока;
• устройства от запрокидывания стрелы.
Тупиковые упоры устанавливают на концах рельсового пути. Они предназначаются для предохранения крана от опрокидывания в аварийных ситуациях при угоне его ветром. Для предохранения крана от угона ветром, схода с рельсов на башенных кранах применяются противоугонные устройства в виде клиньев, подкладываемых под колеса, и полуавтоматические захваты. На ряде кранов противоугонное устройство выполнено без клиньев, но с винтовыми рельсовыми захватами. Эти захваты в рабочем состоянии крана сняты с рельсов и подняты к верху, чтобы не мешать движению крана. В нерабочем состоянии
захваты опускают и с помощью винта притягивают к рельсам. Краны оснащены еще устройствами для очистки рельсов при
движении крана от посторонних предметов – сбрасывающими щитками. Обычно щитки жестко крепятся к конструкции ходовой тележки. При оборудовании путей безударными тупиковыми упорами, жестко закрепленные щитки будут препятствовать на езду колес крана на тупиковый упор. Поэтому эти щитки должны быть с шарнирной подвеской к ходовой тележке и вместо жесткого поперечного чистящего уголка на конце щитка должен быть установлен ролик, который при наезде на упор будет катиться по нему, не препятствуя движению тележки.
Буферные устройства применяют для смягчения удара при наезде крана (грузовой тележки) на тупиковые упоры, размещенные на рельсовых путях (на упоры, размещенные на стреле). С этой целью они, как правило, выполняются резиновыми. Если эксплуатационной документацией предусмотрена установка безударных тупиковых упоров, буферные устройства на ходовых тележках в этом случае не устанавливаются. Опорные детали предназначаются для защиты крана (или грузовой тележки) от падения при случайной поломке ходовых колес (катков) или их осей. Опорные детали представляют собой опорные пластины, которые крепятся к ходовым или грузовым тележкам на расстоянии 20 мм от рельсов или ездовых балок (см. рис. 2.22). Конструкция опорных деталей должна быть рассчитана на нагрузки, возникавшие при поломке осей или колес. Если сама конструкция ходовой или грузовой тележки, на которую может опереться кран при поломке колес, осей, расположена не более чем на 20 мм от рельса или ездовой балки, опорные детали могут не устанавливаться.
Устройство против выхода канатов из ручья блока (рис. 2.29) требуется устанавливать на всех блоках 1 башенных кранов. Обычно это устройство выполняется в виде шпилек 3, втулок, установленных в местах подхода и схода канатов на блок. Зазор между указанным устройством и ребордой блока принимается 20 % от диаметра каната.
Устройство от запрокидывания стрелы (рис. 2.30) должно устанавливаться на башенных кранах с подъемной стрелой в том случае, если при минимальном вылете угол между горизонталью и стрелой будет более 70°. Такое устройство представляет собой канатную тягу 2, соединяющую стрелу 1 с башней. При работе
крана со стрелой (при углах ее наклона менее 70°) канатная тяга свободно провисает, а при подъеме более 70° она натягивается и
препятствует случайному запрокидыванию стрелы от ветра и динамических нагрузок.
Электрооборудование и электрические схемы
Электрооборудование. На башенных кранах, как правило, применяется специализированное электрооборудование, что определяется специфическими особенностями работы кранов и условиями их эксплуатации. К таким особенностям относятся:. повторно- кратковременный режим работы, значительные динамические перегрузки, регулирование скоростей в широком диапазоне, регулярное изменение направления вращения двигателем, электрическое торможение. Условия эксплуатации характеризуются повышенной вибрацией, влажностью, загрязненностью, значительным перепадом температур, зачастую затрудненным доступом для обслуживания и ремонта. Поэтому электрооборудование должно обладать повышенной прочностью, высококачественной изоляцией и надежной защитой от окружающей среды.
Электрооборудование по своему назначению может быть подразделено на основное (оборудование электроприводов механизмов крана) и вспомогательное (рабочее и ремонтное освещение, электрообогрев, вентиляция и т.д.).
К основному электрооборудованию относятся:
• электродвигатели;
• аппараты управления электродвигателями-контроллеры,
командоконтроллеры, контакторы, магнитные пускатели, реле
управления;
• аппараты регулирования частоты вращения электродвигателей – пускорегулирующие реостаты, тормозные машины;
• аппараты управления тормозами -тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели;
• аппараты электрической защиты – защитные панели, автоматические выключатели, максимальные и тепловые реле, предохранители, распределительные ящики и другие аппараты, обеспечивающие токовую и нулевую защиту электродвигателей;
• аппараты механической защиты – концевые выключатели и ограничители грузоподъемности, обеспечивающие защиту
крана и его механизмов от перехода крайних положений и перегрузки;
• полупроводниковые выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный, которым питаются обмотки возбуждения тормозных машин, обмотки магнитных усилителей, а также силовые цепи и цепи управления некоторых кранов;
• генераторы переменного и постоянного тока, применяемые на некоторых кранах в качестве источников питания для всего электрооборудования или электрооборудования приводов отдельных механизмов;
• аппараты и приборы, используемые для различных переключений и контроля в силовых цепях и цепях управления, – кнопки, рубильники, выключатели, переключатели, измерительные приборы.
К вспомогательному оборудованию относятся:
• осветительные приборы (светильники, прожекторы);
• приборы электрообогрева (электропечи, нагреватели);
• приборы звуковой сигнализации (звонки, сирены);
• аппараты управления и защиты (трансформаторы, выключатели, предохранители и т.д.), установленные в цепях освещения и отопления.
На башенных кранах применяют главным образом трехфазные асинхронные двигатели переменного тока (см. рис. 1.7, а, б). На мощных кранах для высотного строительства применяют двигатели постоянного тока (см. рис. 1.7, г). Двигатели постоянного тока значительно сложнее, чем асинхронные двигатели, но зато они позволяют осуществлять простое регулирование частоты вращения в широком диапазоне. Приводы тормозных устройств показаны на рис. 1.12, 1.13. Для
торможения и остановки механизмов башенных кранов применяют колодочные тормоза с приводом от электромагнита переменного (см. рис. 1.12, а) или постоянного тока (см. рис. 1.12, б), а также от электрогидравлических толкателей (см. рис. 1.13).
Электромагнит переменного тока (см. рис. 1.12, а) выполнен однофазным и состоит из неподвижного ярма 1 и поворачивающегося якоря 6. Передача движения от якоря на шток тормоза осуществляется с помощью поперечной планки 7, установленной в прорези щек. Электромагнит постоянного тока (см. рис. 1.12, б)
имеет прямоходовой якорь 13, который при подаче питания в катушку 5 притягивается к корпусу и с помощью штыря 14 воздействует на шток 18 тормоза. Постоянный прижим якоря обеспечивается за счет пружины 16.
Электрогидротолкатель (см. рис. 1.13) представляет собой устройство с короткозамкнутым электродвигателем 1, при вращении которого начинает работать центробежный насос 4, создавая под поршнем 5 в цилиндре 6 избыточное давление. При перемещении поршня поднимается шток 7, управляющий работой тормоза. Панели управления – это комплектные коммутационные устройства, осуществляющие управление электроприводами по командам, поступающим от командоконтроллеров или кнопочных пультов. В панелях коммутация силовых цепей осуществляется посредством контакторов и пускателей с электромагнитным приводам, а необходимая программа переключений реализуется с помощью реле. Панели позволяют управлять пуском, торможением,
регулированием скорости и защитой электроприводов. Панели размещают в шкафах электрооборудования либо в аппаратных кабинах. Панели обслуживают с одной (передней) стороны, что требует меньшей площади их обслуживания. В панелях управления башенных кранов применяют контакторы переменного тока (серии КТ-6000Б, КТП-6000Б, КТП-100Е), постоянного тока (КВП-600, КПД-100Е) и пускатели (серии ПМА и ПМП).
В зависимости от выполняемых функций в панелях предусмотрены реле времени, напряжения, тока, промежуточные, а также максимальные и тепловые реле, осуществляющие защиту проводов. Для защиты от токов короткого замыкания применяют: в силовых цепях – автоматические выключатели А-3700 и АЕ, в цепях управления- автоматические выключатели АК-63, АЕ и предохранители ПР. Резисторы в электрооборудовании башенных кранов предназначены для выполнения пускорегулирующих и вспомогательных функций. Пускорегулирующие резисторы включаются в цепи ротора (и реже статора) асинхронных двигателей и в якори двигателей постоянного тока и служат для плавного разгона, торможения и регулирования частоты вращения электродвигателей. Пускорегулирующие резисторы изготавливают с проволочными элементами (рис. 2.31, а) или с ленточными деталями (рис. 2.31, б). Несколько элементов с намотанной проволокой или лентой 6, собранных в пакет и стянутых шпильками, образуют ящик резисторов. Пускорегулирующие резисторы в зависимости от мощности и назначения двигателей могут состоять из одного или нескольких ящиков резисторов, которые могут быть комбинированными, состоящими из проволочных и ленточных элементов. Резисторы, обеспечивающие вспомогательные функции, включаются в цепи управления и сигнализации, выполняя функции ограничения напряжения или тока, проходящего через катушки реле, обмотки возбуждения тормозных машин, магнитных усилителей и т.п.
Контроллеры (см. рис. 1.8) предназначены для управления работой двигателей. На башенных кранах используются силовые контроллеры и командоконтроллеры. Силовые контроллеры (типа ККТ-61А) предназначены для непосредственного управления двигателями. Командоконтроллеры (типа ККП-1000) служат для дистанционного управления приводами с помощью панелей управления. Управление может осуществляться и с помощью выносных или монтажных пультов управления. Контроллеры являются многоцепными аппаратами с заданной программой замыкания и размыкания контактов при повороте приводного вала. Командоконтроллеры имеют блочную конструкцию, что позволяет встраивать их непосредственно в пульты управления, размещаемые в кабине. На многих башенных кранах имеются комплексные пульты управления, скомпонованные вместе с креслом машиниста (крановщика).
Тиристорные преобразователи (ТП, ТПЕ) являются устройствами, преобразующими переменное напряжение питания в постоянное регулируемое напряжение. Эти устройства позволяют заменить менее надежную и громоздкую электромашинную систему “генератор- двигатель”. В электроприводах переменного
тока находят все большее применение различного рода регуляторы (импульсно-ключевые, низкочастотные преобразователи частоты и др.), позволяющие изменять скорости рабочих движений крана в широких пределах. Концевые выключатели служат для ограничения действия механизмов крана, включения цепей сигнализации и в качестве выключателей блокировки (см. рис. 1.15).
Электрические схемы. Для облегчения монтажа башенного крана в его эксплуатационной документации приводятся принципиальная и монтажная электрические схемы. Принципиальная электрическая схема содержит полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципе работы механизмов крана. Монтажная схема дает представление о местонахождении каждого провода (кабеля) и узлов их подсоединения. Примененный на кране электропривод должен обеспечить плавный пуск, остановку механизмов и регулирование скоростей в заданных пределах. Способ выполнения этого требования зависит от механической характеристики двигателя. Эти характеристики могут меняться в зависимости от принятого метода регулирования и тормозного режима: генераторного, противовключения и динамического торможения.
Далее приводятся типовые принципиальные схемы приводов механизмов, обеспечивающие заданные проектом параметры регулирования. Электроприводы отдельных механизмов, связанные общими узлами ввода и защиты, образуют единую принципиальную электрическую схему крана. Схема электропривода механизмов передвижения с асинхронными короткозамкнутыми двигателями показана на рис. 2.32. Эти двухдвигательные приводы применяются для механизмов с небольшим числом включений, например в механизмах передвижения кранов с грузовым моментом 100, 160 т· м.
Реверсирование двигателя обеспечивается контакторами KM1B и КМ2В, а двухступенчатый разгон – сопротивлениями, шунтируемыми на второй позиции командоконтроллером типа SM контактором КМ1V. Тормозные электромагниты УA1 и УА2 подключаются одновременно с включением двигателя. Тепловые реле КК1 … КК3 осуществляют тепловую защиту двигателей, которая наряду с нулевой и концевой защитой выведена на линейный контактор. Разгон с помощью сопротивлений R1 позволяет снизить ударные нагрузки на механизм.
Электропривод механизмов с асинхронным двигателем с фазным ротором широко применяется практически на всех механизмах башенных кранов с любым грузовым моментом. Управление
этим электроприводом может осуществляться с помощью магнитного или силового контроллера. Электропривод механизма подъема оснащен асинхронным
двигателем с фазным ротором, тормозной машиной ТМ-4А (рис. 2.33). Введение в систему электропривода тормозной машины ТМ-4А предназначено для получения пониженной частоты вращения и обеспечения скорости плавной посадки. В положении подъема замыкаются контакты S1.2, S1.З и S1.4 командоконтроллера. При этом включаются контактор KM1 и магнитные пускатели КМ4 и КМ6, с помощью которых включается на подъем двигатель M1 и включаются тормозная машина М2 и тормозной электромагнит YB1. Совместная работа двигателя M1 с полным сопротивлением реостата R1, R2 в роторной цепи и тормозной машины М2 обеспечивают работу привода на характеристике 1П.
В положении подъема размыкается контакт S1.2, размыкая цепь катушки КМ4. Пускатель КМ4 отключает тормозную машину. Замыкается контакт S1.6 и включается nускатель КМ7, который закоротит ступень реостата R1 и отключит катушку реле времени КТ2. Работа двигателя М1 с частично закороченным реостатом R1 происходит на характеристике 2П. В третьем положении подъема дополнительно замыкается контакт S1.12 командоконтроллера и через контакты КТ2, замкнувшиеся с выдержкой времени, включается пускатель КМ9, который закорачивает вторую стуnень реостата R1 и блок-контактом размыкает цепь катушки реле КТ3. Отпадающее с выдержкой времени реле КТ3 замкнет цепь катушки КМ8, и пускатель КМ8 закоротит последнюю ступень реостата R2. Двигатель М1, в цепи ротора которого оставлено небольшое невыводимое сопротивление, работает на характеристике ЗП.
В положении спуска замкнуты контакты S1.4, S1.7, S1.9 и S1.11 командоконтроллера и включены контакты КМ3 и nускатели КМ5, КМ6, КМ9. Двигатель М1 работает в режиме динамического торможения. В цепь ротора двигателя введена ступень реостата R2. Тормозная машина М2 включена в направлении
спуска. Совместная работа тормозной машины и двигателя М1 в режиме динамического торможения обеспечивает работу привода лебедки на характеристике 1С. В положении спуска размыкается контакт S1. 7командоконтроллера и в цепь ротора двигателя М1 вводится полное сопротивление реостата. Совместная работа тормозной машины и двигателя М1 в режиме динамического торможения с полным сопротивлением реостата в цепи ротора обеспечивает работу привода на характеристике 2С.
В третьем положении спуска размыкаются контакты S1.9, S1.11 и замыкаются контакты S1.4, S1.5, S1.6, S1.12 командоконтроллера. При этом отключается узел динамического торможения двигателя М1 и включается пускатель КМ7. Пускатель КМ7 закорачивает ступень сопротивления R1 и отключает реле
времени КТ2. Контактор КМ2 включает двигатель М1 в направлении спуска. Реле КТ2, КТ3 при отпадании с выдержкой времени включают пускатели КМ8, КМ9, которые закорачивают ступени реостатов R1 и R2. Тормозная машина отключена, так как разомкнут контакт КА1.
Электродвигатель М1 с закороченным пускарегулирующим сопротивлением работает на характеристике ЗС. Применяемые в башенных кранах системы электропривода за последние годы бьmи усовершенствованы за счет внедрения различных систем регулирования и, в частности, применения импульсноключевого регулирования фазных двигателей, фазного регулирования, низкочастотных преобразователей частоты и др.
Новые системы позволяют существенно улучшить характеристики электроприводов башенных кранов, повысить плавность движения механизмов и снизить динамические нагрузки, передающиеся на крановые конструкции.
Для повышения безопасности работы электрооборудования все элементы защиты (нулевая защита, защита от токов короткого замыкания и токов перегрузки (максимальная защита), концевая защита включены в единую электрическую схему защиты.